JP5367245B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、このようなPCカードに関連する技術として、アンテナ部の下方側に間隔を介すると共にアンテナ部とオーバラップする状態でグランド板が配置されたアンテナ装置が開示されている。下記特許文献1のアンテナ装置では、グランド板に対してアンテナ部の反対側となる対称位置にアンテナ部の電気影像が生じる。これにより、このアンテナ装置は、垂直モノポールアンテナが設けられている状態と等価の状態となる。
また、特許文献2には、同様にPCカードに関連する技術として、放射電極を特殊な形状にすることによって放射電極と接地導体層との距離を短くし、放射電極と接地導体層の間に大きな容量成分を発生させることにより動作周波数を下げることが出来る為、表面実装アンテナを構成する誘電体等を大きくすることなく小型のアンテナ装置として動作することが可能となる技術が開示されている。
しかしながら、PCカード型の無線通信装置として安定した無線品質を実現するためには、内蔵アンテナを用いながらも垂直偏波成分の強度をより高くする必要がある。
長方形の形状を有し、グランドパターンが一方の表面全面に形成されると共に一方の短辺に接続端子が設けられた実装基板と、前記グランドパターン上に実装されると共に表面に給電電極が設けられた直方体形状の逆Fアンテナとを具備し、前記逆Fアンテナは、長方形の前記実装基板の短辺の中央から他方の長辺よりかつ長辺の中央から前記接続端子と逆の短辺よりに位置し、前記給電電極が前記接続端子側に位置すると共に自らの長辺が前記実装基板の短辺と平行になるように配置されので、放射電波の垂直偏波成分の強度を従来よりも高くすることができる。
最初に、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態に係るアンテナ内蔵PCカードAの筐体をはずした内部概略構成を示す斜視図である。本アンテナ内蔵PCカードAは、図示するように、ノート型パーソナルコンピュータP(電子機器)のPCカードスロット10(拡張スロット)に挿入され、垂直偏波の電波を用いて外部器機と無線通信を行う。
実装基板1は、長さ125mm×幅48mmの長方形の4層基板であり、表面層から順番にグランドパターン、信号パターン(2層)及び電源パターンが形成されていると共に、一方の短辺に接続端子1eが設けられている。
なお、以下の説明では、実装基板1において、上記接続端子1eとは逆側の短辺(他方の短辺)を実装基板上辺1a、接続端子側が設けられている短辺を実装基板下辺1b、実装基板下辺1bに向かって右側の辺を実装基板右辺1c、実装基板右辺1cの逆側の辺を実装基板左辺1dと呼ぶものとする。
図2は、上記グランドパターンを示す図である。図2に示すように、グランドパターンは、実装基板1の表面全体に形成されており、逆Fアンテナ2は、このグランドパターン上に実装されている。
図3は、上記構成の本アンテナ内蔵PCカードAの水平偏波及び垂直偏波の放射特性のシミュレーション結果を示す放射特性図である。なお、シミュレーションに用いた周波数は、概ね1.9GHzである。そして、シミュレーションに基づく放射特性図に示される方角0度は実装基板右辺1cの方角であり、方角90度は実装基板上辺1aの方角であり、方角−90度は実装基板下辺1bの方角であり、方角−180度は実装基板左辺1dの方角である。
なお、偏波強度とは、シミュレーション結果に基づく各方角の平均値を示している。また、放射特性図の外周は、4dBiとしている。
次に、第2実施形態について説明する。
図7は、第2実施形態に係るアンテナ内蔵PCカードBの筐体をはずした内部概略構成を示す斜視図である。本アンテナ内蔵PCカードBは、第1実施形態のアンテナ内蔵PCカードAと逆Fアンテナ2の実装基板上の位置が相違する。したがって、本アンテナ内蔵PCカードBにおいて第1実施形態のアンテナ内蔵PCカードAと同一の機能構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
図8の本アンテナ内蔵PCカードBの放射特性は、図6のアンテナ内蔵PCカードNの放射特性と比較して、あきらかに垂直偏波成分が大きくなると共に水平偏波成分が小さくなっている。なお、本アンテナ内蔵PCカードBの垂直偏波強度は、−1.7dBiである。
次に、第3実施形態について説明する。
図9は、第3実施形態に係るアンテナ内蔵PCカードCの筐体をはずした内部概略構成を示す斜視図である。本アンテナ内蔵PCカードCは、第1実施形態のアンテナ内蔵PCカードAと逆Fアンテナ2の向き及び実装基板上の位置が相違する。したがって、本アンテナ内蔵PCカードCにおいて第1実施形態のアンテナ内蔵PCカードAと同一の機能構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
逆Fアンテナ2は、誘電体2aの上側面の長さ17mmの辺が実装基板下辺1bと平行になると共に給電電極2bが実装基板下辺側へ向くように配置される。なお、給電電極2bは、実装基板左辺1dから15.5mm離れて位置している。
また、この逆Fアンテナ2は、実装基板1のグランドパターン上の実装基板上辺1aから20mm及び実装基板左辺1dから0mm〜10mmの範囲で離れて実装されている。
図10の本アンテナ内蔵PCカードCの放射特性は、図6のアンテナ内蔵PCカードNの放射特性と比較して、あきらかに垂直偏波成分が大きくなると共に水平偏波成分が小さくなっている。なお、本アンテナ内蔵PCカードCの垂直偏波強度は、−0.5dBiである。
次に、第3実施形態について説明する。
図11は、第4実施形態に係るアンテナ内蔵PCカードDの筐体をはずした内部概略構成を示す斜視図である。本アンテナ内蔵PCカードDは、第3実施形態のアンテナ内蔵PCカードCと逆Fアンテナ2の給電電極の位置及び実装基板上の位置が相違する。したがって、本アンテナ内蔵PCカードDにおいて第3実施形態のアンテナ内蔵PCカードDと同一の機能構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。
逆Fアンテナ2は、誘電体2aの上側面の長さ17mmの辺が実装基板下辺1bと平行になると共に給電電極2bが実装基板下辺側へ向くように配置される。そしてこの逆Fアンテナ2の給電電極2bは、第3実施形態のアンテナ内蔵PCカードCとは異なり、実装基板下辺1b側の誘電体2a側面の左辺に沿って設けられる。なお、給電電極2bは、実装基板右辺1cから15.5mm離れて位置している。
また、この逆Fアンテナ2は、実装基板1のグランドパターン上の実装基板上辺1aから20mm及び実装基板左辺1dから0mm〜10mmの範囲で離れた位置に実装されている。
図12の本アンテナ内蔵PCカードDの放射特性は、図6のアンテナ内蔵PCカードNの放射特性と比較して、あきらかに垂直偏波成分が大きくなると共に水平偏波成分が小さくなっている。なお、本アンテナ内蔵PCカードDの垂直偏波強度は、−0.9dBiである。
Claims (5)
- 長方形の形状を有し、グランドパターンが前記長方形の一方の表面全面に形成されると共に前記長方形の一方の短辺に接続端子が設けられた実装基板と、
前記グランドパターン上に実装されると共に誘電体の表面に給電電極と放射電極とが設けられた直方体形状の逆Fアンテナとを具備する電子機器の拡張スロットに挿入されるPCカード型の無線通信装置であって、
前記逆Fアンテナは、前記実装基板の短辺の中央かつ前記実装基板の長辺の中央から前記実装基板の他方の短辺寄りに位置し、前記給電電極が前記実装基板の長辺側に向くように位置すると共に前記直方体の長辺が前記実装基板の長辺と平行になるように配置され、前記放射電極が前記実装基板の他方の短辺側に向くように位置するように配置されることを特徴とする無線通信装置。 - 長方形の形状を有し、グランドパターンが前記長方形の一方の表面全面に形成されると共に前記長方形の一方の短辺に接続端子が設けられた実装基板と、
前記グランドパターン上に実装されると共に誘電体の表面に給電電極と放射電極とが設けられた直方体形状の逆Fアンテナとを具備する電子機器の拡張スロットに挿入されるPCカード型の無線通信装置であって、
前記逆Fアンテナは、前記長方形の前記実装基板の短辺の中央から他方の長辺寄りかつ前記実装基板の長辺の中央から前記接続端子と逆の短辺寄りに位置し、前記給電電極が前記接続端子側に向くように位置すると共に前記直方体の長辺が前記実装基板の短辺と平行になるように配置され、前記放射電極が前記実装基板の長辺側に向くように位置するように配置されることを特徴とする無線通信装置。 - 前記逆Fアンテナは、前記接続端子とは逆の前記実装基板の短辺から2mm〜30mm離れて位置することを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
- 前記逆Fアンテナは、前記接続端子とは逆の前記実装基板の短辺から2mm〜20mm離れると共に前記接続端子に対して前記実装基板の左側となる長辺から0mm〜10mmの範囲で離れて位置し、前記給電電極は、前記接続端子側の前記逆Fアンテナの側面の右辺に沿って設けられることを特徴とする請求項2記載の無線通信装置。
- 前記逆Fアンテナは、前記接続端子とは逆の前記実装基板の短辺から2mm〜20mm離れると共に前記接続端子側に対して前記実装基板の右側となる長辺から0mm〜10mmの範囲で離れて位置し、前記給電電極は、前記接続端子側の前記逆Fアンテナの側面の左辺に沿って設けられることを特徴とする請求項2記載の無線通信装置。
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