WO2016059961A1 - アンテナモジュール収納構造 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an antenna module housing structure in which an antenna module configured by forming an antenna on a substrate is housed in a housing.
- FIG. 1 A transmission / reception antenna 1 that transmits and receives millimeter-wave radio waves is housed in a casing 2, and a radome 3 that protects the transmission / reception antenna 1 from stone splashes and rain is attached to the front surface of the transmission / reception antenna 1.
- the antenna unit 11 is installed in the vehicle by a metal bracket 16, and a shielding member 4 that protrudes from the front surface of the antenna unit 11 is provided below the metal bracket 16.
- Patent Document 2 discloses a storage structure for storing an electronic circuit module including a circuit board 7 and an antenna coil 8 in a resin case 9 as shown in FIG.
- An IC chip 6 is mounted on the circuit board 7, and the antenna coil 8 is connected to the circuit board 7 and transmits and receives information as radio waves.
- the electronic circuit module is inserted into the elongated groove provided in the resin case 9 from the slit 10 and is accommodated in the resin case 9.
- Patent Document 3 discloses an antenna module housing structure in which the antenna module 20 is integrally formed with the case 21 as shown in FIG.
- the antenna module 20 is installed under the surface layer 101 of the main layer 100 before the plurality of main layers 100 are put into the cavities formed in the molding mold. Thereafter, the main body layer 100 and the antenna module 20 soaked in the resin are put together in the cavity and heated under pressure, whereby the antenna module 20 is integrally formed with the case 21.
- the antenna module housing structure disclosed in the above-described conventional Patent Document 2 has a structure in which an antenna module in which the circuit board 7 and the antenna coil 8 are integrated is incorporated in an elongated groove provided in the resin case 9. ing. For this reason, it is difficult to accommodate devices other than the antenna module in the resin case 9.
- the antenna module housing structure disclosed in the above-described conventional Patent Document 3 has a structure in which the antenna module 20 is integrated and housed in the case 21. For this reason, it is necessary to put the main body layer 100 soaked in resin and the antenna module 20 together in a cavity opened in a molding mold, pressurize and heat, and integrally mold the antenna module 20 in the case 21. Therefore, many steps are required to integrate and store the antenna module 20 in the case 21, and the antenna module 20 cannot be stored easily.
- the present invention has been made to solve such a problem, and an antenna module configured by forming an antenna on a substrate is housed in a groove formed in a side plate of the housing and housed in the housing.
- the antenna module storage structure is configured.
- the antenna module is housed in the housing simply by housing the antenna module in the slot formed in the side plate of the housing. For this reason, it is not necessary to fix the antenna module to the side plate in the casing with a double-sided adhesive tape or the like in order to accommodate the antenna module in the casing as in the prior art. Therefore, a gap is not left between the antenna and the side plate by a double-sided adhesive tape or the like, and the strength of the radio wave radiated from the antenna to the front of the side plate through the side plate is not weakened by the gap, and the antenna characteristics are improved. .
- the antenna module simply placing the antenna module in the slot allows the antenna module to be housed in the housing, reducing the number of steps for mounting the antenna module in the housing. For this reason, the antenna module can be accommodated in the housing easily and quickly without taking the man-hours of putting the antenna module in the cavity opened in the molding mold and integrally molding with the resin as in the prior art.
- the antenna module is housed in a slot formed in the side plate of the housing and does not protrude into the internal space of the housing, it does not affect the storage capacity of the device that can be stored inside the housing. For this reason, the problem that it becomes impossible to accommodate apparatuses other than an antenna module by accommodating an antenna module in a housing
- the substrate has a thickness smaller than the thickness of the side plate
- the slot has a slot in the end face of the side plate that is thinner than the side plate and has a width that accommodates the thickness of the substrate and a length that accommodates the length of one side of the substrate, and is longer than the length of the other side of the substrate. It has a depth.
- the antenna module is placed in the side plate of the housing by inserting one side of the substrate into the slot of the slot formed in the end face of the side plate and inserting the substrate into the slot longer than the length of the other side of the substrate. It can be easily and quickly stored in the formed slot.
- the present invention is characterized in that the depth of the slot is set according to the arrangement position of the antenna module on the side plate.
- the antenna module is housed in a predetermined arrangement position in the depth direction of the slot simply by inserting the antenna module to the depth of the slot and simply storing it in the slot. For this reason, the position in the depth direction of the slot for attaching the antenna module to the side plate is automatically positioned simply by performing the process of placing the antenna module in the slot, and the assembly of the antenna module to the housing is facilitated. .
- the back side of the side plate behind the slot facing the inside of the casing is cut away, and an opening for exposing a part of the stored antenna module to the inside of the casing is formed in the slot. It is characterized by.
- the antenna module is exposed by pressing a part of the antenna module exposed in the opening formed in the slot to the front side of the side plate in front of the slot with a plate or by adhering to the plate.
- the position of the module is fixed inside the slot. Further, by fixing the antenna module in this manner, heat generated in the antenna module can be released from the plate or the like.
- the antenna is composed of a front radiation antenna that radiates radio waves in front of the side plate exposed to the outside of the housing, and a lateral radiation antenna that radiates radio waves in the lateral direction of the side plates. It is characterized by.
- the side plate exists in front of the side edge of the substrate on which the lateral radiation antenna is formed. There is a space behind the side edge. For this reason, substances having different dielectric constants exist asymmetrically around the side edge of the substrate before and after the side edge of the substrate. Therefore, the radio wave radiated from the lateral radiation antenna in the lateral direction of the side plate does not travel straight along the lateral direction of the side plate, but propagates biased in the front-rear direction of the side plate.
- the side plate exists equally before and after the side edge of the substrate on which the lateral radiation antenna is formed, and the side plate is centered on the side edge. Substances with the same dielectric constant exist symmetrically. Therefore, the radio wave radiated from the lateral radiation antenna in the lateral direction of the side plate is less likely to be biased in the front-rear direction of the side plate, and the component propagated along the lateral direction of the side plate increases. As a result, the lateral antenna characteristics of the lateral radiation antenna are improved.
- the present invention is characterized in that the thickness of the side plate on the front side in front of the slot exposed to the outside of the casing is cut and thinned on the inner side of the casing.
- the amount of scraping the thickness on the front side of the side plate in front of the slot on the inner side of the housing is adjusted, and between the antenna formed on the front surface of the substrate and the side plate existing in front of the substrate.
- the beam width and radiated power level of the radio wave radiated to the front front of the side board by the antenna formed on the front side of the board are set as desired. Therefore, the antenna characteristics are good.
- the present invention is characterized in that the thickness of the side plate on the front side in front of the slot exposed to the outside of the casing is cut and thinned on the outer side of the casing.
- the amount of scraping the thickness on the front side of the side plate in front of the slot on the outside of the housing is adjusted, and the thickness of the side plate existing in front of the antenna formed on the front surface of the substrate is adjusted.
- the beam width and radiated power level of the radio wave radiated from the antenna formed on the front surface of the substrate to the front side of the side plate can be set to desired values, and the antenna characteristics can be improved.
- the antenna characteristics are improved, the antenna module can be easily and quickly stored in the housing, and the housing of the antenna module that does not affect the storage capacity of the device that can be stored inside the housing is provided. Structure can be provided.
- FIG. 3C is a side view of the RF antenna module.
- A) is the partially expanded perspective view which looked at each component from the back side of the side plate when the RF antenna module is stored in the side plate in the antenna module storage structure according to the first embodiment of the present invention.
- the top view which shows the antenna module accommodation structure by 1st Embodiment (c) is a top view which shows the conventional antenna module accommodation structure.
- (A) is a directivity diagram for comparing the antenna radiation pattern of the front direction of the patch antenna between the embodiment and the prior art, and (b) is a diagram of comparing the antenna radiation pattern of the dipole antenna between the embodiment and the conventional one. It is a directivity diagram.
- (A) is a top view which shows the antenna module accommodation structure by the 2nd Embodiment of this invention
- (b) is a top view which shows the antenna module accommodation structure by the 3rd Embodiment of this invention.
- the modification of the antenna module accommodation structure by each embodiment it is the partially expanded perspective view which looked at each component from the back side of the side board, when accommodating an RF antenna module in a side board.
- FIG. 4A is an external perspective view of the casing 31 to which the antenna module housing structure according to each embodiment of the present invention is applied.
- the casing 31 is made of resin and has a hollow box shape, and a rectangular side plate is formed on each surface of the hexahedron.
- An RF antenna module 32 is housed in the side plate 31a located in front of the housing 31 by the antenna module housing structure of each embodiment.
- the RF antenna module 32 is a communication module with an antenna, and is configured by forming an antenna on a substrate 33.
- a plurality of patch antennas 34 are formed as front radiating antennas on the front surface of the substrate 33, and a plurality of dipole antennas 35 are formed as lateral radiating antennas on both sides of the substrate 33.
- a metal case 36 is loaded on the back surface of the substrate 33, and a high-frequency device constituting an RF unit is mounted on the back surface of the substrate 33 in the metal case 36.
- the RF unit is connected to a baseband (BB) IC card (not shown) built in the housing 31 with a cable.
- BB baseband
- FIG. 5A is a partially enlarged perspective view of each component viewed from the back side of the side plate 31a when the RF antenna module 32 is stored in the side plate 31a in the antenna module storage structure according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 that are the same as or correspond to those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
- a slot (slit) 40 is formed in the side plate 31a.
- the slot 40 has an opening 40a on the upper end surface of the side plate 31a.
- the front opening 40a has a width W that is smaller than the thickness T of the side plate 31a and accommodates the thickness t of the substrate 33, and a length L that accommodates the length a of one side of the long side of the substrate 33.
- the substrate 33 has a thickness t smaller than the thickness T of the side plate 31a.
- the slot 40 has a depth D equal to or greater than the length b of the other side on the short side of the substrate 33. This depth D of the slot 40 is set according to the arrangement position of the RF antenna module 32 in the side plate 31a in the height direction. In the present embodiment, the depth D is set equal to the length b of the other side.
- the RF antenna module 32 inserts one side of the long side of the substrate 33 from the upper side of the side plate 31 a into the slot 40 a formed in the upper end surface of the side plate 31 a, and the length of the other side of the short side of the substrate 33.
- the board 33 is stored in the slot 31 formed in the side plate 31 a of the casing 31 and stored in the casing 31.
- the opening 40b is formed in the slot 40 by cutting the back side of the side plate 31a behind the slot 40 facing the inside of the casing 31 into a rectangular shape.
- the RF antenna module 32 is sandwiched between the opposite side walls of the slot 40 at both ends of the substrate 33.
- the opening 40 b exposes the metal case 36 that is a part of the RF antenna module 32 accommodated in the slot 40 to the inside of the housing 31.
- a plate-shaped heat sink 41 is attached to the metal case 36 exposed in the opening 40b with a double-sided adhesive tape 42 as shown in FIG.
- FIG. 5B is a plan view of the RF antenna module 32 housed in the side plate 31a, and shows the antenna module housing structure according to the first embodiment.
- the heat sink 41 is fixed to the back surface of the side plate 31a with screws at both end portions sandwiching the opening 40b. With this fixing of the heat sink 41, the heat sink 41 presses the metal case 36 exposed in the opening 40 b against the front side of the side plate 31 a in front of the slot 40 through the double-sided adhesive tape 42, and the inside of the slot 40 of the RF antenna module 32. The position at is fixed.
- the RF antenna module 32 housed in the groove 40 is in the direction F indicated by the arrow in front of the front side of the side plate 31a exposed to the outside of the housing 31 by the patch antenna 34 constituting the front direction radiation antenna (FIG. ) And FIG. 5B) radiate millimeter-wave radio waves. Further, the dipole antenna 35 constituting the lateral radiation antenna radiates millimeter-wave radio waves in the lateral direction of the side plate 31a in the direction S indicated by the arrow (see FIGS. 4A and 5B).
- FIG. 6 shows an RF antenna module 32 housed in a housing 31 in the antenna module housing structure according to the first embodiment shown in FIG. 5B, and a conventional antenna module housing structure shown in FIG.
- FIG. 6 is a directivity diagram showing a comparison of each antenna characteristic with an RF antenna module 32 housed in a casing 31.
- the RF antenna module 32 is not housed in the slot 40, but the front side thereof is adhesively fixed to the back surface of the side plate 31a with the double-sided adhesive tape 43 and housed in the housing 31. Only the difference from the structure according to the first embodiment shown in FIG.
- FIG. 6A is a directivity diagram for comparing the front antenna radiation pattern of the patch antenna 34 constituting the front radiation antenna between the first embodiment and the conventional antenna
- FIG. 6B is the lateral radiation
- FIG. 5 is a directivity diagram for comparing a lateral antenna radiation pattern of a dipole antenna 35 at the right end of a substrate 33 constituting the antenna between the first embodiment and the conventional one.
- a characteristic line A indicated by a solid line indicates the directivity in the antenna module housing structure according to the first embodiment
- a characteristic line B indicated by a dotted line indicates the directivity in the conventional antenna module housing structure.
- the radio wave radiation level represented by the characteristic line A in the front direction of the patch antenna 34 in the antenna module housing structure according to the first embodiment is the same as the conventional antenna module housing. It is understood that the patch antenna 34 in the structure is higher than that represented by the characteristic line B. Further, from the directivity diagram shown in FIG. 5B, the radio wave radiation level in the lateral direction of the dipole antenna 35 in the conventional antenna module housing structure is biased obliquely forward as shown by the characteristic line B. In the antenna module housing structure according to the first embodiment, the radio wave radiation level in the lateral direction of the dipole antenna 35 is increased by a component that goes straight in the lateral direction of 90 ° as represented by the characteristic line A.
- the RF antenna is simply inserted into the groove 40 formed in the side plate 31 a of the housing 31.
- the RF antenna module 32 is housed in the housing 31 simply by housing the module 32. Therefore, as shown in FIG. 5C, in order to store the RF antenna module 32 in the casing 31, the RF antenna module 32 is enclosed with a double-sided adhesive tape 43 or the like as in the conventional structure shown in FIG. It is not necessary to fix to the side plate 31a in 31. Therefore, a gap is not left between the patch antenna 34 and the side plate 31a by the double-sided adhesive tape 43 or the like. As a result, the intensity of the radio wave radiated from the patch antenna 34 through the side plate 31a in the front direction F in front of the side plate 31a is not weakened by the gap, as shown in the directivity diagram of FIG. The antenna characteristics are improved.
- the RF antenna module 32 is housed in the housing 31 simply by housing the RF antenna module 32 in the groove 40, the number of steps for mounting the RF antenna module 32 in the housing 31 is reduced. Therefore, unlike the conventional structure shown in FIG. 3, the RF antenna module 32 can be easily and quickly mounted without taking the man-hours of placing the antenna module in the cavity opened in the molding mold and integrally molding the resin. It can be stored in the body 31.
- the RF antenna module 32 is housed in a slot 40 formed in the side plate 31a of the housing 31 and does not protrude into the internal space of the housing 31, the storage capacity of the device that can be housed in the housing 31 is increased. There is no impact. For this reason, unlike the conventional structure shown in FIG. 2, the problem that it becomes impossible to accommodate other devices other than the antenna module by accommodating the antenna module in the housing does not occur.
- one side of the substrate 33 is inserted into the slot 40a formed in the upper end surface of the side plate 31a, and the substrate 33 is inserted into the slot 40 with a length b longer than the other side of the substrate 33.
- the RF antenna module 32 can be easily and quickly stored in the slot 40 formed in the side plate 31 a of the housing 31.
- the RF antenna module 32 is inserted into the groove hole 40 to the depth D and simply stored in the groove hole 40, so that the RF antenna module 32 has a predetermined arrangement position in the depth direction of the groove hole. It is stored in. For this reason, the position in the height direction of the casing 31 for attaching the RF antenna module 32 to the side plate 31a is automatically positioned only by performing the process of placing the RF antenna module 32 in the slot 40, and the casing of the RF antenna module 32 is thus determined. Assembly to the body 31 is facilitated.
- the RF antenna module 32 is pressed by pressing the metal case 36 exposed in the opening 40b formed in the slot 40 to the front side of the side plate 31a in front of the slot 40 with the heat sink 41.
- the position is fixed inside the slot 40.
- the RF antenna module 32 is supported by the heat sink 41 and is fixed in the slot 40 by simply adhering the metal case 36 to the heat sink 41 with the double-sided adhesive tape 42 without pressing the metal case 36 with the heat sink 41.
- heat generated in the RF antenna module 32 can be released from the heat sink 41.
- the dipole antenna 35 is A side plate 31 a exists in front of the side end of the substrate 33 to be formed, and a space exists behind the side end of the substrate 33. For this reason, before and after the side edge of the substrate 33, substances having different dielectric constants exist asymmetrically around the side edge of the substrate 33. Therefore, the radio wave radiated from the dipole antenna 35 in the lateral direction S of the side plate 31a does not travel straight along the lateral direction of the side plate 31a, as shown by the characteristic line B in the directivity diagram of FIG. Propagates in the forward direction of the side plate 31a.
- the side end of the substrate 33 on which the dipole antenna 35 is formed is formed.
- the side plates 31a are equally present on the front and rear sides, and substances having the same dielectric constant exist symmetrically around the side edge of the substrate 33. Therefore, the radio wave radiated from the dipole antenna 35 in the lateral direction S of the side plate 31a is less likely to be biased forward of the side plate 31a as shown by the characteristic line A in the directivity diagram of FIG. The component propagating along the lateral direction of increases. As a result, the lateral antenna characteristics of the dipole antenna 35 are improved.
- antenna module storage structures according to the second and third embodiments of the present invention will be described.
- FIG. 7A is a plan view showing an antenna module housing structure according to the second embodiment. 7 that are the same as or correspond to those in FIG. 5B are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
- the thickness T1 of the side plate 31a on the front side in front of the slot 40 is formed to be thin by shaving on the inner side of the housing 31, and in front of the slot 40. Only the rectangular groove 51 is formed, which differs from the antenna module housing structure according to the first embodiment described above.
- the amount of scraping the thickness T1 on the front side of the side plate 31a in front of the slot 40 on the inner side of the housing 31 is adjusted, and the patch antenna 34 formed on the front surface of the substrate 33 and the front of the substrate 33 are adjusted.
- the patch antenna 34 radiates the front of the side plate 31a and the beam width of the radio wave
- the radiated power level can be set to a desired level, and the antenna characteristics are good.
- FIG. 7B is a plan view showing an antenna module housing structure according to the third embodiment.
- the thickness T2 of the side plate 31a on the front side in front of the slot 40 is thinned by shaving on the outer side of the housing 31, and rectangular on the front side of the side plate 31a. Only the shape of the groove 52 having a shape is different from the antenna module housing structure according to the first embodiment described above.
- the amount of scraping the thickness T2 on the front side of the side plate 31a in front of the slot 40 on the outside of the housing 31 is adjusted, and is present in front of the patch antenna 34 formed on the front surface of the substrate 33.
- the thickness T2 of the side plate 31a By adjusting the thickness T2 of the side plate 31a, the beam width and radiated power level of the radio wave radiated from the patch antenna 34 to the front front of the side plate 31a can be set as desired, and the antenna characteristics are good. Become.
- the slot 40 formed in the side plate 31a has been described with respect to the case where the opening 40a is open at the upper end surface of the side plate 31a as shown in FIG.
- the slot 40 ⁇ / b> A may be formed so that the opening 40 a is opened on the side end surface of the side plate 31 a.
- FIG. 8 is a partially enlarged perspective view of each component viewed from the back side of the side plate 31a when the RF antenna module 32 is stored in the side plate 31a in the modification of the antenna module storage structure according to each of the above embodiments. is there. 8 that are the same as or correspond to those in FIG. 5A are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
- the slot 40a of the slot 40A has a width W that is smaller than the thickness T of the side plate 31a and accommodates the thickness t of the substrate 33, and a length L that accommodates the length b of one side of the short side of the substrate 33.
- the slot 40 ⁇ / b> A has a depth D that is not less than the length a of the other side of the long side of the substrate 33.
- the depth D of the slot 40A is set according to the arrangement position in the width direction of the RF antenna module 32 on the side plate 31a.
- the RF antenna module 32 inserts one side of the short side of the substrate 33 from the side of the side plate 31a into the slot 40A formed in the side end surface of the side plate 31a, and the other side of the long side of the substrate 33.
- the board 33 is received in the slot 40 ⁇ / b> A formed in the side plate 31 a of the casing 31 and stored in the casing 31.
- a plate-shaped heat sink 41A is attached to the metal case 36 exposed in the opening 40b with a double-sided adhesive tape.
- the heat sink 41A has its upper and lower ends sandwiching the opening 40b fixed to the back surface of the side plate 31a with screws, presses the metal case 36 exposed to the opening 40b to the front side of the side plate 31a, and the slot 40A of the RF antenna module 32 Fix the position inside.
- the antenna module housing structure according to the present invention can be used when the RF antenna module is housed in a housing of a wireless dock that performs high-speed wireless LAN communication using millimeter-wave radio waves.
- This wireless LAN communication is performed between devices in a short distance by providing directionality to the radiated radio wave by beam forming under the WiGig standard.
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- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
アンテナ特性が向上すると共に、容易かつ迅速にアンテナモジュールを筐体内に収納することができ、しかも、筐体の内部に収納できる装置の収納容量に影響を与えないアンテナモジュール収納構造を提供する。このために本発明では、側板31aに溝穴40が形成されている。溝穴40は間口40aを側板31aの上端面に有する。間口40aは、側板31aの厚さTより薄くて基板33の厚さtを収容する幅W、および、基板33の一辺の長さaを収容する長さLを有する。RFアンテナモジュール32は、側板31aの上端面に形成された溝穴40の間口40aに基板33の一辺を差し入れ、基板33の他辺の長さb以上、基板33を溝穴40に差し込むことで、筐体31の側板31a内に形成された溝穴40に収められて、筐体31内に収納される。
Description
本発明は、基板にアンテナが形成されて構成されるアンテナモジュールを筐体内に収納するアンテナモジュール収納構造に関するものである。
従来、この種のアンテナモジュール収納構造としては、例えば、特許文献1に開示された図1に示される構造がある。ミリ波の電波を送受信する送受信アンテナ1はケーシング2の中に納められており、送受信アンテナ1の前面には、石はねや雨等から送受信アンテナ1を保護するレドーム3が取り付けられている。アンテナユニット11は金属ブラケット16により車両に設置されるが、金属ブラケット16の下部には、アンテナユニット11の前面から突出する遮蔽部材4が設けられている。
また、特許文献2には、図2に示される、回路基板7とアンテナコイル8とから構成される電子回路モジュールを樹脂ケース9内に収納する収納構造が開示されている。回路基板7にはICチップ6が実装されており、アンテナコイル8は、回路基板7に接続されて情報を電波として送受信する。電子回路モジュールは、樹脂ケース9に設けられた細長い溝にスリット10から挿入されて、樹脂ケース9内に収納される。
また、特許文献3には、図3に示される、アンテナモジュール20がケース21に一体成形されたアンテナモジュール収納構造が開示されている。アンテナモジュール20は、複数の主体層100が成形モールドに開設されたキャビティに入れられる前に、主体層100の表層101下に設置される。その後、樹脂に浸された主体層100とアンテナモジュール20とがキャビティに一緒に入れられ、加圧加熱されることにより、アンテナモジュール20はケース21に一体成形される。
しかしながら、上記従来の特許文献1に開示されたアンテナモジュール収納構造においては、レドーム3に送受信アンテナ1を取り付ける際、両面接着テープなどで送受信アンテナ1の前面をレドーム3の背面に固定する必要がある。このため、送受信アンテナ1とレドーム3との間に両面接着テープなどの分だけ隙間が空いてしまい、送受信アンテナ1からレドーム3を介してレドーム3の正面前方へ放射される電波の強さが弱まり、アンテナ特性が低下する。
また、上記従来の特許文献2に開示されたアンテナモジュール収納構造は、樹脂ケース9に設けられた細長い溝に、回路基板7とアンテナコイル8とが一体化したアンテナモジュールが内蔵される構造となっている。このため、樹脂ケース9内には、このアンテナモジュール以外の他の装置を収納することは困難である。
また、上記従来の特許文献3に開示されたアンテナモジュール収納構造は、アンテナモジュール20をケース21に一体化して収納する構造となっている。このため、樹脂に浸された主体層100とアンテナモジュール20とを成形モールドに開設されたキャビティに一緒に入れて加圧加熱し、アンテナモジュール20をケース21に一体成形する必要がある。したがって、アンテナモジュール20をケース21に一体化して収納するのに、多くの工程が必要となり、簡易に収納することはできない。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、基板にアンテナが形成されて構成されるアンテナモジュールが筐体の側板内に形成された溝穴に収められて筐体内に収納されるアンテナモジュール収納構造を構成した。
本構成によれば、筐体の側板内に形成された溝穴に単にアンテナモジュールを収めるだけで、アンテナモジュールは筐体内に収納される。このため、従来のように、アンテナモジュールを筐体内に収めるために、アンテナモジュールを両面接着テープなどで筐体内の側板に固定する必要はなくなる。したがって、アンテナと側板との間に両面接着テープなどによって隙間が空かなくなり、アンテナから側板を介して側板の前方へ放射される電波の強さは隙間によって弱まることがなく、アンテナ特性は向上する。
また、溝穴に単にアンテナモジュールを収めるだけで、アンテナモジュールは筐体内に収納されるので、アンテナモジュールを筐体内に取り付ける工数は減る。このため、従来のように、成形モールドに開設されたキャビティにアンテナモジュールを入れて樹脂で一体成形するような工数をかけることなく、容易かつ迅速にアンテナモジュールを筐体内に収納することができる。
また、アンテナモジュールは筐体の側板内に形成された溝穴に収められ、筐体の内部空間に張り出さないため、筐体の内部に収納できる装置の収納容量に影響を与えることはない。このため、従来のように、アンテナモジュールを筐体内に収容することで、アンテナモジュール以外の他の装置を収納することができなくなるといった問題は生じない。
また、本発明は、基板が側板の厚さよりも薄い厚さをしており、
溝穴が、側板の厚さより薄くて基板の厚さを収容する幅および基板の一辺の長さを収容する長さをした間口を側板の端面に有し、基板の他辺の長さ以上の深さを有することを特徴とする。
溝穴が、側板の厚さより薄くて基板の厚さを収容する幅および基板の一辺の長さを収容する長さをした間口を側板の端面に有し、基板の他辺の長さ以上の深さを有することを特徴とする。
本構成によれば、側板の端面に形成された溝穴の間口に基板の一辺を差し入れ、基板の他辺の長さ以上基板を溝穴に差し込むことで、アンテナモジュールは筐体の側板内に形成された溝穴に容易かつ迅速に収められる。
また、本発明は、側板におけるアンテナモジュールの配置位置に応じて溝穴の深さが設定されることを特徴とする。
本構成によれば、アンテナモジュールを溝穴の深さまで差し込んで溝穴に単に収めるだけで、アンテナモジュールは溝穴の深さ方向における所定の配置位置に収納される。このため、アンテナモジュールを側板に取り付ける溝穴の深さ方向の位置は、アンテナモジュールを溝穴に収める工程を行うだけで自動的に位置決めされ、アンテナモジュールの筐体への組み付けは容易化される。
また、本発明は、筐体の内部に臨む溝穴後方の側板の背面側が切り欠かれ、収納したアンテナモジュールの一部を筐体の内部に露出させる開口部が溝穴に形成されていることを特徴とする。
本構成によれば、溝穴に形成された開口部に露出するアンテナモジュールの一部を、溝穴前方の側板の正面側へ板などで押し付けることで、または板などに接着することで、アンテナモジュールは溝穴内部でその位置が固定される。また、アンテナモジュールをこのように固定することで、アンテナモジュールに発生する熱を板などから逃がすことができる。
また、本発明は、アンテナが、筐体の外部に露出する側板の正面前方に電波を放射する正面方向放射アンテナと、側板の横方向に電波を放射する横方向放射アンテナとから構成されることを特徴とする。
アンテナモジュールを両面接着テープなどで側板の背面に固定して筐体内に収納する従来のアンテナモジュール収納構造では、横方向放射アンテナが形成される基板の側端前方には側板が存在し、基板の側端後方には空間が存在する。このため、基板の側端の前後には基板の側端を中心に誘電率が異なる物質が非対称に存在する。したがって、横方向放射アンテナから側板の横方向に放射される電波は、側板の横方向に沿って直進せず、側板の前後方向に偏って伝播する。
しかし、基板が側板に形成された溝穴に収納される本構成によれば、横方向放射アンテナが形成される基板の側端の前後には側板が等しく存在し、基板の側端を中心に誘電率が同じ物質が対称に存在する。したがって、横方向放射アンテナから側板の横方向に放射される電波は、側板の前後方向に偏り難くなり、側板の横方向に沿って伝播する成分が増加する。この結果、横方向放射アンテナの横方向アンテナ特性が向上する。
また、本発明は、筐体の外部に露出する溝穴前方の正面側の側板の肉厚が筐体の内部側で削がれて薄く形成されていることを特徴とする。
本構成によれば、溝穴前方の側板の正面側の肉厚を筐体の内部側で削ぐ量を調節し、基板の前面に形成されたアンテナと基板の前方に存在する側板との間の距離、および、基板の前方に存在する側板の厚さを調整することで、基板の前面に形成されたアンテナが側板の正面前方へ放射する電波のビーム幅および放射電力レベルを所望のものに設定することができ、アンテナ特性が良好なものとなる。
また、本発明は、筐体の外部に露出する溝穴前方の正面側の側板の肉厚が筐体の外部側で削がれて薄く形成されていることを特徴とする。
本構成によれば、溝穴前方の側板の正面側の肉厚を筐体の外部側で削ぐ量を調節し、基板の前面に形成されたアンテナの前方に存在する側板の厚さを調整することで、基板の前面に形成されたアンテナが側板の正面前方へ放射する電波のビーム幅および放射電力レベルを所望のものに設定することができ、アンテナ特性が良好なものとなる。
本発明によれば、アンテナ特性が向上すると共に、容易かつ迅速にアンテナモジュールを筐体内に収納することができ、しかも、筐体の内部に収納できる装置の収納容量に影響を与えないアンテナモジュール収納構造を提供することができる。
次に、本発明のアンテナモジュール収納構造を実施するための形態について、説明する。
図4(a)は、本発明の各実施の形態によるアンテナモジュール収納構造が適用される筐体31の外観斜視図である。筐体31は樹脂製で中空の箱状をしており、6面体の各面には長方形状の側板が形成されている。筐体31の正面に位置する側板31a内には、各実施の形態のアンテナモジュール収納構造によってRFアンテナモジュール32が収納される。
同図(b)はRFアンテナモジュール32の平面図、同図(c)は側面図である。RFアンテナモジュール32はアンテナ付き通信モジュールであり、基板33にアンテナが形成されて構成される。基板33の前面には、複数個のパッチアンテナ34が正面方向放射アンテナとして形成されており、基板33の両側端には、複数個のダイポールアンテナ35が横方向放射アンテナとして形成されている。また、基板33の裏面には金属ケース36が装荷されており、この金属ケース36内の基板33の裏面には、RF部を構成する高周波デバイスが実装されている。RF部は、筐体31に内蔵される図示しないベースバンド(BB)ICカードにケーブルで接続される。
図5(a)は、本発明の第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造でRFアンテナモジュール32を側板31aに収納する際に、各部品を側板31aの背面側から見た一部拡大斜視図である。なお、図5において図4と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
側板31aには溝穴(スリット)40が形成されている。溝穴40は間口40aを側板31aの上端面に有する。間口40aは、側板31aの厚さTより薄くて基板33の厚さtを収容する幅W、および、基板33の長辺側の一辺の長さaを収容する長さLを有する。基板33は側板31aの厚さTよりも薄い厚さtをしている。また、溝穴40は、基板33の短辺側の他辺の長さb以上の深さDを有する。溝穴40のこの深さDは、側板31aにおけるRFアンテナモジュール32の高さ方向の配置位置に応じて設定される。本実施の形態では、深さDは他辺の長さbと等しく設定されている。
RFアンテナモジュール32は、側板31aの上方から、側板31aの上端面に形成された溝穴40の間口40aに基板33の長辺側の一辺を差し入れ、基板33の短辺側の他辺の長さb以上、基板33を溝穴40に差し込むことで、筐体31の側板31a内に形成された溝穴40に収められて、筐体31内に収納される。
本実施の形態では、筐体31の内部に臨む溝穴40後方の側板31aの背面側が矩形状に切り欠かれることで、溝穴40に開口部40bが形成されている。RFアンテナモジュール32は、基板33の両側端が溝穴40の対向する側壁に挟持される。開口部40bは、溝穴40に収容されたRFアンテナモジュール32の一部である金属ケース36を筐体31の内部に露出させる。本実施の形態では、開口部40bに露出する金属ケース36に、板状をしたヒートシンク41が図5(b)に示すように両面接着テープ42で貼り付けられる。
図5(b)は、側板31a内に収納されたRFアンテナモジュール32の平面図であり、第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造を示している。ヒートシンク41は、開口部40bを挟むその両側端部がネジで側板31aの背面に固定される。ヒートシンク41のこの固定により、ヒートシンク41は、開口部40bに露出する金属ケース36を両面接着テープ42を介して溝穴40前方の側板31aの正面側へ押し付け、RFアンテナモジュール32の溝穴40内部での位置を固定している。
溝穴40に収容されたRFアンテナモジュール32は、正面方向放射アンテナを構成するパッチアンテナ34により、筐体31の外部に露出する側板31aの正面前方の、矢示する方向F(図4(a)および図5(b)参照)にミリ波の電波を放射する。また、横方向放射アンテナを構成するダイポールアンテナ35により、側板31aの横方向の、矢示する方向S(図4(a)および図5(b)参照)にミリ波の電波を放射する。
図6は、図5(b)に示す第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造で筐体31に収納されたRFアンテナモジュール32と、図5(c)に示す従来のアンテナモジュール収納構造で筐体31に収納されたRFアンテナモジュール32との各アンテナ特性を比較して示す指向性図である。図5(c)に示す従来構造は、RFアンテナモジュール32が、溝穴40に収納されずに、その前面側が両面接着テープ43で側板31aの背面に接着固定されて筐体31内に収納される点だけが、図5(b)に示す第1の実施の形態による構造と相違する。
図6(a)は、正面方向放射アンテナを構成するパッチアンテナ34の正面方向アンテナ放射パターンを第1の実施の形態と従来とで比較する指向性図、図6(b)は、横方向放射アンテナを構成する基板33の右側端にあるダイポールアンテナ35の横方向アンテナ放射パターンを第1の実施の形態と従来とで比較する指向性図である。これら各指向性図において、実線で示す特性線Aは第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造、点線で示す特性線Bは従来のアンテナモジュール収納構造における指向性を示す。
同図(a)に示す指向性図から、第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造におけるパッチアンテナ34の、正面方向への特性線Aに表される電波放射レベルは、従来のアンテナモジュール収納構造におけるパッチアンテナ34の、特性線Bに表されるものより、高くなっていることが理解される。また、同図(b)に示す指向性図から、従来のアンテナモジュール収納構造におけるダイポールアンテナ35の横方向への電波放射レベルは、特性線Bに表されるように斜め前側に偏っているが、第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造におけるダイポールアンテナ35の横方向への電波放射レベルは、特性線Aに表されるように90°の横方向に真っ直ぐ向かう成分が増加している。
このように第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造によれば、図5(a),(b)に示すように、筐体31の側板31a内に形成された溝穴40に単にRFアンテナモジュール32を収めるだけで、RFアンテナモジュール32は筐体31内に収納される。このため、図5(c)に示すように、RFアンテナモジュール32を筐体31内に収めるために、図1に示す従来構造のように、RFアンテナモジュール32を両面接着テープ43などで筐体31内の側板31aに固定する必要はなくなる。したがって、パッチアンテナ34と側板31aとの間に両面接着テープ43などによって隙間が空かなくなる。この結果、パッチアンテナ34から側板31aを介して側板31aの前方の正面方向Fへ放射される電波の強さは隙間によって弱まることがなく、図6(a)の指向性図に示されるように、アンテナ特性は向上する。
また、溝穴40に単にRFアンテナモジュール32を収めるだけで、RFアンテナモジュール32は筐体31内に収納されるので、RFアンテナモジュール32を筐体31内に取り付ける工数は減る。このため、図3に示される従来構造のように、成形モールドに開設されたキャビティにアンテナモジュールを入れて樹脂で一体成形するような工数をかけることなく、容易かつ迅速にRFアンテナモジュール32を筐体31内に収納することができる。
また、RFアンテナモジュール32は筐体31の側板31a内に形成された溝穴40に収められ、筐体31の内部空間に張り出さないため、筐体31の内部に収納できる装置の収納容量に影響を与えることはない。このため、図2に示す従来構造のように、アンテナモジュールを筐体内に収容することで、アンテナモジュール以外の他の装置を収納することができなくなるといった問題は生じない。
また、第1の実施の形態では、側板31aの上端面に形成された溝穴40の間口40aに基板33の一辺を差し入れ、基板33の他辺の長さb以上基板33を溝穴40に差し込むことで、RFアンテナモジュール32は筐体31の側板31a内に形成された溝穴40に容易かつ迅速に収められる。
また、第1の実施の形態では、RFアンテナモジュール32を溝穴40の深さDまで差し込んで溝穴40に単に収めるだけで、RFアンテナモジュール32は溝穴の深さ方向における所定の配置位置に収納される。このため、RFアンテナモジュール32を側板31aに取り付ける筐体31の高さ方向の位置は、RFアンテナモジュール32を溝穴40に収める工程を行うだけで自動的に位置決めされ、RFアンテナモジュール32の筐体31への組み付けは容易化される。
また、第1の実施の形態では、溝穴40に形成された開口部40bに露出する金属ケース36を、溝穴40前方の側板31aの正面側へヒートシンク41で押し付けることで、RFアンテナモジュール32は溝穴40内部でその位置が固定される。金属ケース36をヒートシンク41で押し付けることで、RFアンテナモジュール32は溝穴40内部でその位置が確実に固定される。しかし、金属ケース36をヒートシンク41で押し付けることなく、両面接着テープ42でヒートシンク41に接着するだけでも、RFアンテナモジュール32はヒートシンク41に支えられて溝穴40内部でその位置が固定される。また、RFアンテナモジュール32をこのようにヒートシンク41に固定することで、RFアンテナモジュール32に発生する熱をヒートシンク41から逃がすことができる。
また、図5(c)に示すように、RFアンテナモジュール32を両面接着テープ43などで側板31aの背面に固定して筐体31内に収納する従来のアンテナモジュール収納構造では、ダイポールアンテナ35が形成される基板33の側端前方には側板31aが存在し、基板33の側端後方には空間が存在する。このため、基板33の側端の前後には基板33の側端を中心に誘電率が異なる物質が非対称に存在する。したがって、ダイポールアンテナ35から側板31aの横方向Sに放射される電波は、図6(b)の指向性図における特性線Bに示されるように、側板31aの横方向に沿って直進せず、側板31aの前方向に偏って伝播する。
しかし、基板33が側板31aに形成された溝穴40に収納される図5(b)に示す第1の実施の形態の収納構造によれば、ダイポールアンテナ35が形成される基板33の側端の前後には側板31aが等しく存在し、基板33の側端を中心に誘電率が同じ物質が対称に存在する。したがって、ダイポールアンテナ35から側板31aの横方向Sに放射される電波は、図6(b)の指向性図における特性線Aに示されるように、側板31aの前方向に偏り難くなり、側板31aの横方向に沿って伝播する成分が増加する。この結果、ダイポールアンテナ35の横方向アンテナ特性が向上する。
次に、本発明の第2,第3の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造について、説明する。
図7(a)は、第2の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造を示す平面図である。なお、図7において図5(b)と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
第2の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造は、溝穴40前方の正面側の側板31aの肉厚T1が、筐体31の内部側で削がれて薄く形成され、溝穴40の前方に矩形状の溝51が形成されている点だけが、上述の第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造と相違する。
本構成によれば、溝穴40前方の側板31aの正面側の肉厚T1を筐体31の内部側で削ぐ量を調節し、基板33の前面に形成されたパッチアンテナ34と基板33の前方に存在する側板31aとの間の距離d、および、基板33の前方に存在する側板31aの厚さT1を調整することで、パッチアンテナ34が側板31aの正面前方へ放射する電波のビーム幅および放射電力レベルを所望のものに設定することができ、アンテナ特性が良好なものとなる。
図7(b)は、第3の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造を示す平面図である。
第3の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造は、溝穴40前方の正面側の側板31aの肉厚T2が、筐体31の外部側で削がれて薄く形成され、側板31aの前面に矩形状の溝52が形成されている点だけが、上述の第1の実施の形態によるアンテナモジュール収納構造と相違する。
本構成によれば、溝穴40前方の側板31aの正面側の肉厚T2を筐体31の外部側で削ぐ量を調節し、基板33の前面に形成されたパッチアンテナ34の前方に存在する側板31aの厚さT2を調整することで、パッチアンテナ34が側板31aの正面前方へ放射する電波のビーム幅および放射電力レベルを所望のものに設定することができ、アンテナ特性が良好なものとなる。
なお、上記の各実施の形態では、側板31aに形成される溝穴40は、図5(a)に示すように、間口40aが側板31aの上端面に開口している場合について、説明した。しかし、図8に示すように、間口40aが側板31aの側端面に開口するように、溝穴40Aを形成してもよい。
図8は、上記の各実施の形態によるアンテナモジュール収納構造の変形例において、RFアンテナモジュール32を側板31aに収納する際に、各部品を側板31aの背面側から見た一部拡大斜視図である。なお、図8において図5(a)と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
溝穴40Aが有する間口40aは、側板31aの厚さTより薄くて基板33の厚さtを収容する幅W、および、基板33の短辺側の一辺の長さbを収容する長さLを有する。また、溝穴40Aは、基板33の長辺側の他辺の長さa以上の深さDを有する。溝穴40Aのこの深さDは、側板31aにおけるRFアンテナモジュール32の幅方向の配置位置に応じて設定される。
RFアンテナモジュール32は、側板31aの側方から、側板31aの側端面に形成された溝穴40Aの間口40aに基板33の短辺側の一辺を差し入れ、基板33の長辺側の他辺の長さa以上、基板33を溝穴40Aに差し込むことで、筐体31の側板31a内に形成された溝穴40Aに収められて、筐体31内に収納される。また、開口部40bに露出する金属ケース36に、板状をしたヒートシンク41Aが両面接着テープ42で貼り付けられる。ヒートシンク41Aは、開口部40bを挟むその上下端部がネジで側板31aの背面に固定され、開口部40bに露出する金属ケース36を側板31aの正面側へ押し付け、RFアンテナモジュール32の溝穴40A内部での位置を固定する。
このような変形例によるアンテナモジュール収納構造によっても、上記の各実施の形態によるアンテナモジュール収納構造と同様な作用効果が奏される。
本発明によるアンテナモジュール収納構造は、ミリ波の電波で高速に無線LAN通信を行うワイヤレスドックの筐体にRFアンテナモジュールを収納する際などに、利用することができる。この無線LAN通信は、WiGig規格の下、ビームフォーミングにより放射電波に方向性を持たせて、近距離の機器間で行われる。
31…筐体
31a…側板
T,T1,T2…側板31aの厚さ
32…RFアンテナモジュール
33…基板
a…基板33の一辺(他辺)の長さ
b…基板33の他辺(一辺)の長さ
t…基板33の厚さ
34…パッチアンテナ(正面方向放射アンテナ)
35…ダイポールアンテナ(横方向放射アンテナ)
36…金属ケース
40,40A…溝穴
40a…間口
40b…開口部
W…間口40aの幅
L…間口40aの長さ
D…溝穴40,40Aの深さ
41,41A…ヒートシンク
42,43…両面接着テープ
51,52…溝
31a…側板
T,T1,T2…側板31aの厚さ
32…RFアンテナモジュール
33…基板
a…基板33の一辺(他辺)の長さ
b…基板33の他辺(一辺)の長さ
t…基板33の厚さ
34…パッチアンテナ(正面方向放射アンテナ)
35…ダイポールアンテナ(横方向放射アンテナ)
36…金属ケース
40,40A…溝穴
40a…間口
40b…開口部
W…間口40aの幅
L…間口40aの長さ
D…溝穴40,40Aの深さ
41,41A…ヒートシンク
42,43…両面接着テープ
51,52…溝
Claims (7)
- 基板にアンテナが形成されて構成されるアンテナモジュールが筐体の側板内に形成された溝穴に収められて前記筐体内に収納されるアンテナモジュール収納構造。
- 前記基板は前記側板の厚さよりも薄い厚さをしており、
前記溝穴は、前記側板の厚さより薄くて前記基板の厚さを収容する幅および前記基板の一辺の長さを収容する長さをした間口を前記側板の端面に有し、前記基板の他辺の長さ以上の深さを有することを特徴とする請求項1に記載のアンテナモジュール収納構造。 - 前記溝穴は、前記側板における前記アンテナモジュールの配置位置に応じて深さが設定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアンテナモジュール収納構造。
- 前記側板は、前記筐体の内部に臨む前記溝穴後方の背面側が切り欠かれ、前記溝穴は、収納した前記アンテナモジュールの一部を前記筐体の内部に露出させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のアンテナモジュール収納構造。
- 前記アンテナは、前記筐体の外部に露出する前記側板の正面前方に電波を放射する正面方向放射アンテナと、前記側板の横方向に電波を放射する横方向放射アンテナとから構成されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアンテナモジュール収納構造。
- 前記側板は、前記筐体の外部に露出する前記溝穴前方の正面側の肉厚が前記筐体の内部側で削がれて薄く形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のアンテナモジュール収納構造。
- 前記側板は、前記筐体の外部に露出する前記溝穴前方の正面側の肉厚が前記筐体の外部側で削がれて薄く形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のアンテナモジュール収納構造。
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