JP2004064353A - アンテナ用部品、アンテナ装置、および、通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのアンテナ用部品を必要とする場合でも、左右対称のアンテナ用部品を必要としないアンテナ用部品と、アンテナ装置自身の厚み抑えつつ、垂直偏波成分、電圧／定在波比の周波数帯域を十分得られるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】誘電体からなる基体２の主面上に放射用導体３と、この放射用導体３に接続されて基体側面に形成された短絡用導体４と、前記放射用導体３と容量結合可能な給電用導体５を基体２の背面に形成する。また、このアンテナ用部品をアンテナ装置に用いる。
【選択図】　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ用電子部品、アンテナ装置、および、通信機器関し、特に、移動体たる通信機器内の無線通信回路に付属し、他の移動体、又は固定された無線通信装置との間での電波伝播に用いられるアンテナ用電子部品、および通信機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナル・コンピュータ（以下ＰＣ）やパーソナル・データ・アシスタント（以下ＰＤＡ）により処理される情報は、ローカル・エリア・ネットワーク（以下ＬＡＮ）に代表される通信ネットワークを介して共有されることが多い。また、その通信ネットワークには、有線による通信と、無線による通信の場合がある。
【０００３】
無線通信を利用する場合、ノート型ＰＣやＰＤＡといったコンパクトな構成の端末に無線通信機能を付加するためには、製造当初より無線通信機能を内蔵させるか、或いは、ＰＣカードスロット等の拡張スロットに無線通信のモジュール（例えば、無線ＬＡＮカード）を挿入するかのいずれかの方法が採用されている。特に、既存のコンピュータに後から無線通信機能を追加するには、拡張スロットを使用する方法が採用されている。
【０００４】
図１は、このような無線ＬＡＮカード等に組み込まれるアンテナ装置として、知られているチップ型のアンテナ用部品を用いている逆Ｆアンテナを示したものである。
【０００５】
このアンテナ装置である逆Ｆアンテナ１００は、基板１１０とアンテナ用部品１０１を含む構成として成り立っている。基板１１０上には、広い面積を有している接地用導体１１４と、接地用導体１１４と一定の間隔をおいた給電用導体配線１１２が設けられている。また、アンテナ用部品１０１の部品基体１０２の主面上には放射用導体１０３が形成されている。そして、部品基体１０２の１側面には、短絡用導体１０４が形成されると共に放射用導体１０３と接続されている。他側面には、給電用導体１０５が形成されており、この給電用導体１０５は先程の短絡用導体１０４とは別に放射用導体１０３と接続されている。
【０００６】
基板１１０上の接地用導体１１４上にアンテナ用部品１０１の放射用導体１０３が位置するように基板１１０上にアンテナ用部品１０１が実装される。この際、アンテナ用部品１０１の短絡用導体１０４と基板１１０の接地用導体１１４が接続され、アンテナ用部品１０１の給電用導体１０５が基板上の給電用導体配線１１２と接続される。
【０００７】
図２は、このようなアンテナ用部品１０１が基板１１０に２つ実装されたアンテナ装置の例である。一般にこのようなアンテナ用部品１０１を使用して所定の特性を有したアンテナ装置を構成する場合には、図に示す様に基板１１０の一辺の両端部に２つのアンテナ用部品１０１が線対称をなして実装されている。アンテナ用部品１０１は、基板端部にそれぞれ実装されるため、アンテナ用部品１０１の給電用導体１０５は基板内側に向いている。したがって、基板の両端部に実装された２つのアンテナ用部品１０１は、それぞれのアンテナ用部品に対し給電用導体１０５が左右対称の構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成を採用したアンテナ用部品では、放射用導体１０３の形成される面に隣接した、異なる２側面にそれぞれ短絡用導体１０４、給電用導体１０５を形成しなければならず工程が多く複雑であった。
【０００９】
また、従来の技術の場合で、基板に２つアンテナ用部品を実装する場合には、実装されたアンテナ装置基板の一方に実装されるアンテナ用部品と他方に実装されるアンテナ用部品は、それぞれのアンテナ用部品に対して左右対称の構成となる。このため、給電用導体１０５の位置が左右で異なる２種類のアンテナ用部品となり、左右のアンテナ用部品をそれぞれ別に製造する必要があった。
【００１０】
また、給電用導体１０５を部品基体１０２の短絡用導体１０４と対向する面に形成することもありうるが、アンテナ用部品１０１を基板１１０の端部に実装する必要がある場合には、給電用導体配線１１２を引き回すだけの物理的余裕がない。
【００１１】
そこで、本発明は、簡易な構成で従来品と同様の性能を有するアンテナ用部品とそれを用いたアンテナ装置、および、通信機器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの目的を達成すべく、本発明におけるアンテナ用部品は、誘電体からなる基体の主面上に形成された放射用導体と、この放射用導体に接続され前記基体の側面に形成された短絡用導体と、前記放射用導体と容量結合可能に形成された給電用導体とを有するアンテナ用部品であって、前記給電用導体は、前記基体の背面に形成されているものである。このような構成にすることで、アンテナ用部品の短絡用導体と隣り合う面に給電用導体を形成する必要が無い。
【００１３】
さらに、前記給電用導体は、前記短絡用導体が形成された側面に対し垂直な方向に伸びている構成としても良い。この場合、アンテナ用部品が前記端絡用導体の形成された側面に対し垂直方向に長い構造であるとき、給電用導体を長く形成することが可能であり好適である。また、前記給電用導体は、前記短絡用導体が形成された側面に対し平行な方向に伸びている構成としても良い。この場合、基板上の給電用導体配線をアンテナ用部品の横からのみしか引き回せない場合に特に有効である。
【００１４】
さらに、前記基体は孔を有し、この孔内に前記給電用導体と接続された導体が形成されている構成としても良い。このような構成により、放射用導体とより強い容量結合が得られる。また、前記孔は前記基体の主面と背面を貫通している構成としても良い。
【００１５】
そして更に、前記基体の主面には、前記放射用導体と容量結合可能に形成された導体を更に有し、この導体は前記孔内の導体を介して前記給電用導体と接続されている構成としても良い。このような構成により、放射用導体と更に強い容量結合が得られる。
【００１６】
なお、前記孔内の導体は、前記孔の壁面に形成されている構成でも良く、前記孔を埋めている構成でも良い。
【００１７】
また、本発明にかかるアンテナ装置は、基板と、この基板の一方の面に実装された前記のいずれかのアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、前記基板は、前記基板の主面に形成された給電用導体配線、および、短絡用導体配線と、前記基板の背面あるいは内層に形成された接地用導体と、この接地用導体と前記短絡用導体配線とを接続する接続用配線とを有し、前記基板の短絡用導体配線と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の給電用導体が接続されているものである。
【００１８】
また、本発明にかかるアンテナ装置は、基板と、この基板の一方の面に実装された前記のいずれかのアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、前記基板は、前記基板の主面に形成された接地用導体と、この接地用導体と物理的に離間した状態で、前記基板の主面に形成された給電用導体配線とを有し、前記基板の前記接地用導体と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の給電用導体が接続されているものである。
【００１９】
これらの構成により、前述したアンテナ用部品の特徴を有したアンテナ装置を得ることができる。
【００２０】
以上のアンテナ用部品とアンテナ装置に係る発明では、アンテナ用部品の放射用導体が形成されている面と反対側の面に給電用導体が形成されている点で共通している。
【００２１】
次に、本発明にかかるアンテナ装置は、基板と、この基板の主面に実装されたアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、前記基板は、前記基板の主面に形成された短絡用導体配線と、前記基板の背面あるいは内層に形成された接地用導体と、この接地用導体と前記短絡用導体配線とを接続する接続用配線と、前記接地用導体と前記アンテナ用部品の間に形成された給電用導体配線とを有し、前記アンテナ用部品は、誘電体からなる基体の主面上に形成された放射用導体と、この放射用導体に接続され前記基体の側面に形成された短絡用導体とを有し、前記基板の短絡用導体配線と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の前記放射用導体とが容量結合した状態で、前記アンテナ用部品が実装されているものである。
【００２２】
更に、前記給電用導体配線は、前記基板の主面に形成されていてもよい。
【００２３】
また、本発明にかかるアンテナ装置は、基板と、この基板の主面に実装されたアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、前記基板は、前記基板の主面に形成された接地用導体と、この接地用導体と物理的に離間した状態で、前記基板の主面に形成された給電用導体配線とを有し、前記アンテナ用部品は、誘電体からなる基体の主面上に形成された放射用導体と、この放射用導体に接続され前記基体の側面に形成された短絡用導体とを有し、前記基板の前記接地用導体と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の前記放射用導体とが容量結合した状態で、前記アンテナ用部品が実装されているものである。
【００２４】
これらのアンテナ装置の構成を採用することにより、アンテナ用部品に給電用導体を形成する必要が無くなる。
【００２５】
さらに、前記給電用導体配線は、前記短絡用導体が形成された前記基体の側面に対し垂直な方向に伸びていても良い。この場合、アンテナ用部品が前記端絡用導体の形成された側面に対し垂直方向に長い構造であるとき、給電用導体配線を長く形成することが可能であり好適である。また、前記給電用導体配線は、前記短絡用導体が形成された前記基体の側面に対し平行な方向に伸びている構成としても良い。この場合、基板上の給電用導体配線をアンテナ用部品の横からのみしか引き回せない場合に特に有効である。
【００２６】
さらに、前記アンテナ用部品は前記基体に孔を有し、この孔内に前記給電用導体配線と接続された導体が形成されている構成としても良い。このような構成により、放射用導体とより強い容量結合が得られ好適である。また、前記孔は前記基体の主面と背面を貫通している構成としても良い。
【００２７】
さらに、前記アンテナ用部品は前記基体の主面に前記放射用導体と容量結合可能に形成された導体を更に有し、この導体は前記孔内の導体を介して前記給電用導体配線と接続されている構成としても良い。このような構成により、放射用導体と更に強い容量結合が得られ好適である。
【００２８】
なお、前記孔内の導体は、前記孔の壁面に形成されている構成としても良く、また、前記孔を埋めている構成としても良い。
【００２９】
ここで説明しているアンテナ装置に係る発明では、使用されるアンテナ用部品の放射用導体が形成されている主面と反対側の背面に給電用導体形成されていない点で共通している。
【００３０】
また、本発明にかかる通信用機器は、前記したいずれかのアンテナ装置が用いられているものである。更に、前記通信用機器は、電子機器に挿入されこの電子機器に無線通信機能を付与するものであっても良い。そして、前記通信用機器は、前記電子機器からはみ出ている部分内に前記アンテナ用部品が設けられているものであっても良い。
【００３１】
これら通信機器は、既述のアンテナ装置が用いられているものであり、それらの特徴を備えるものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に即して詳細に説明する。また、説明のために使用する図においては簡単のため各部分のスケールに脚色を施している。特に斜視図においては、導体の厚みは省略して表現している。
【００３３】
図３は、本発明にかかるアンテナ用部品を表した図であり、（Ａ）はアンテナ用部品１Ａの斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）に示したアンテナ用部品１Ａの主面中心を通り主面に対して垂直方向に切ったｐ−ｐ線での断面図である。
【００３４】
アンテナ用部品１Ａは、誘電体からなり、略直方体形状の基体２の主面上に放射用導体３が印刷技術等で形成されている。この放射用導体３は、基体２の主面における短辺から主面途中まで形成されている。本実施の形態における放射用導体３は、基体２の主面の約７５％程度形成されているが、それは、本アンテナ用部品が実装されるアンテナ装置の仕様により変わるもので、場合によっては、主面全体に形成されている場合もある。
【００３５】
この主面の長手方向における１側面には、短絡用導体４が放射用導体３と同様に印刷技術等で形成されている。短絡用導体４は、先程の放射用導体３と電気的に接続される必要があり、さらに、後述するように基板の接地用導体と直接あるいは間接的に接続される必要がある。このため、短絡用導体４は、この側面において主面側の端部から背面側の端部にまで形成されている。なお、背面とは、基体２において放射用導体３が形成されている主面の反対の面を指すものである。
【００３６】
また、（Ａ）において点線で示し、（Ｂ）からも明らかなように、基体２の背面には、放射用導体３と電気的に容量結合可能な給電用導体５が、例えば、印刷技術等により形成されている。本実施の形態では、給電用導体５は、短絡用導体４が形成された側面と略平行な方向で基体２の背面を横断するよう形成されている。なお、本実施の形態では、放射用導体３からの電磁波の放射に影響が少ないように、給電用導体５が、放射用導体３と基体２を挟んで重ならないように設けられている。
【００３７】
図４は、図３に示したアンテナ用部品１Ａを基板１０ａに実装し、アンテナ装置９ａを構成する様子を示したものである。
【００３８】
基板１０ａは、ガラスエポキシ等の絶縁体からなる基体１１の主面上に給電用導体配線がメッキ等により設けられ、この給電用導体配線１２のうち配線１２ａはアンテナ装置９ａとつながる回路と接続されている。給電用導体配線１２のうちランド部１２ｂ、１２ｃは、アンテナ用部品１Ａが基板１０ａ上に実装されたときに給電用導体５とランド部１２ｂ、１２ｃが適当に半田付け可能なようにアンテナ用部品１Ａの給電用導体５にあわせて所定の間隔で実装されている。また、このような確実な半田付けの要請からランド部１２ｂ、１２ｃは、給電用導体５の幅よりも若干幅広に構成されている。
【００３９】
基板の基体１１の給電用導体配線１２が設けられた面と同一の面である主面には、短絡用導体配線１３が先程の給電用導体配線１２と同様にメッキ等により設けられている。この短絡用導体配線１３は、アンテナ用部品１Ａが実装された場合にアンテナ用部品１Ａの短絡用導体４と十分に半田付け可能なように短絡用導体４の幅よりも幅広となっている。また、短絡用導体配線１３には基板１０ａの基体１１に設けられた孔１５が現れている。
【００４０】
なお、基板１０ａの給電用導体配線１２のランド部１２ｂ、１２ｃと短絡用導体配線１３は、それぞれアンテナ用部品１Ａの給電用導体５と短絡用導体４と接続可能なように、アンテナ用部品の構成に合わせ適当な位置に設けられている。
【００４１】
基板１０ａの給電用導体配線１２や短絡用導体配線１３が設けられた主面と反対側の背面には、接地用導体１４ａが広範囲に渡りメッキ等により設けられている。
【００４２】
図５は、アンテナ用部品１Ａが基板１０ａ上に実装されたアンテナ装置９ａのアンテナ用部品１Ａの中心を通る長手方向での断面を表したものである。基板１０ａの基体１１に設けられた孔１５には、短絡用導体配線１３と接続され、かつ、反対の面に設けられた接地用導体１４ａとも接続された接続用導体配線１５ａが孔１５の壁面に形成されている。これにより、短絡用導体配線１３と接地用導体１４ａが接続される。
【００４３】
図からも明らかなように基板１０ａ上に実装されたアンテナ用部品１Ａの短絡用導体４と基板１０ａの短絡用導体配線１３が接続されている。なお、基板１０ａの給電用導体配線１２のランド部１２ｂ、１２ｃとアンテナ用部品１Ａの給電用導体５も接続されているが本図には現れていない。
【００４４】
また、アンテナ用部品１Ａの放射用導体３に対して、基板１０ａの接地用導体１４ａは、十分に広範に設けられ鏡像電場が確実に得られる構成となっているので逆Ｆアンテナとして機能する。この場合、放射用導体３と接地用導体１４ａは、アンテナ用部品１Ａの基体２と基板１０ａの基体１１を介して対面しているので、放射用導体３と接地用導体１４の距離が十分に確保される。よって、比較的周波数の低いスペックでも、アンテナ装置自身の厚み抑えつつ、垂直偏波成分が十分得られる。また、アンテナの放射抵抗が大きくできるので、電圧定在波比の周波数帯域を広くすることができる。これにより、アンテナとして十分な性能を発揮する。
【００４５】
本実施の形態では、基板に設けられた孔１５には、接続用導体配線１５ａが孔１５の壁面に形成されている構成をとったが、結局、短絡用導体配線１３と接地用導体１４ａの導通が取れればよいので、孔１５が接続用導体配線１５ａにより埋められていても良い。
【００４６】
図６は、本発明にかかるアンテナ用部品１Ａを基板１０ｂに実装し、アンテナ装置９ｂを構成する様子を示したものである。
【００４７】
基板１０ｂは、ガラスエポキシ等の絶縁体からなる基体１１の主面上に給電用導体配線１２が設けられている。この給電用導体配線１２のうち配線１２ａはアンテナ装置９ｂとつながる回路と接続されている。そして、給電用導体配線１２のうちランド部１２ｂ、１２ｃは、アンテナ用部品１Ａが基板１０ｂ上に実装されたときに給電用導体５と適当に半田付け可能なよう、アンテナ用部品１Ａの給電用導体５にあわせて所定の間隔で実装されている。これら構成は、既述の基板１０ａと同様の構成である。
【００４８】
基板の基体１１の給電用導体配線１２が設けられた面と同一面である主面には、接地用導体１４ｂが広範囲に渡りメッキ等により設けられている。接地用導体１４ｂは、先の給電用導体１２とは、物理的に離間し、不要な短絡が起きないような構成となっている。
【００４９】
アンテナ用部品１Ａの短絡用導体４は、基板１０ｂ上の接地用導体１４ｂと接続され、給電用導体５は、給電用導体配線１２のランド部１２ｂ、１２ｃと接続される。
【００５０】
また、アンテナ用部品１Ａが基板１０ｂ上に実装された状態で、アンテナ用部品１Ａの放射用導体３に対して、基板１０ｂの接地用導体１４ｂは、基体２を挟み十分に広範に設けられているので、図４、図５に示した基板１０ａの場合と同様確実に逆Ｆアンテナとして機能する。この場合、放射用導体３と接地用導体１４ｂの距離が近いため高い周波数帯で機能する。本実施の形態の場合には、アンテナ装置に使用する基板の主面上の導体を一面のみに形成すればよく、簡易な構成とすることができる。
【００５１】
図７は、接地用導体が、基板１１’の内層に設けられているアンテナ装置９ｃを示した実施の形態である。本実施の形態では、基板１０ｃは多層基板であり、その基体１１’は、ガラスエポキシ等の絶縁体からなり、基板１０ｃのアンテナ用部品１Ａが実装される主面の構成は、給電用導体配線、短絡用導体配線が設けられており、図４、５に示したアンテナ装置９ａの構成と同様である。
【００５２】
多層の基体１１’の内層には、接地用導体１４ｃが広範囲に渡り設けられている。この接地用導体１４ｃと短絡用導体１３が接続可能なように、基体１１’には、孔１５’が基体１１’の途中まで設けられている。
【００５３】
基体１１’に設けられた孔１５’には、短絡用導体配線１３と接続され、かつ、基体１１’の内層に設けられた接地用導体１４ｃとも接続された接続用導体配線１５ａ’が孔１５’の壁面に形成されている。これにより、短絡用導体配線１３と接地用導体１４ｃが接続される。
【００５４】
図からも明らかなように基板１０ｃ上に実装されたアンテナ用部品１Ａの短絡用導体４と基板１０ｃの短絡用導体配線１３が接続されている。なお、アンテナ用部品１Ａの給電用導体５は本図に表れているが、給電用導体配線は表れていない。
【００５５】
本実施の形態においてもアンテナ装置９ｃは、逆Ｆアンテナとして十分に機能する。なお、孔１５’が接続用導体配線１５ａ’により埋められている構成としても良く、また、孔１５’は期待１１’に対し貫通している構成としても良い。
【００５６】
図８は、本発明にかかるアンテナ用部品の他の実施の形態を表した図であり、（Ａ）はアンテナ用部品１Ｂの斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）に示したアンテナ用部品１Ｂの主面中心を通り主面に対して垂直方向に切ったｑ−ｑ線での断面図である。
【００５７】
アンテナ用部品１Ａは、誘電体からなり、略直方体形状の基体２の主面上に放射用導体３が基体２の基体主面の短辺から主面途中まで形成されている。また、この主面の長手方向における１側面に、短絡用導体４が、この側面における主面側の端部から背面側の端部にまで形成されている。これら放射用導体３と短絡用導体４は、既述の実施の形態と同様である。
【００５８】
また、（Ａ）において点線で示し、（Ｂ）からも明らかなように、基体２の背面には、給電用導体５が形成されている。本実施の形態では、給電用導体５は、短絡用導体４が形成された側面と略平行な方向で基体２の背面を横断するよう形成されている。この給電用導体５は、放射用導体３と基体２を挟んで重ならないように設けられている。アンテナ用部品２の給電用導体５の略中間点には孔６が設けられており、基体２の背面から主面にかけて貫通している。孔６の壁面は印刷技術等により設けられた導体６ａが形成されており、給電用導体５と接続されている。本導体６ａにより放射用導体３とより強い容量結合が得られる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、孔６が、基体２の背面から主面にかけて貫通している例を示したが、孔６は、貫通している構成に限らず、放射用導体３との必要とする容量結合の強度に応じ、背面から基体２の途中まであけられているものであっても良い。さらに、本実施の形態では、基体２に設けられた孔６には、導体６ａが孔６の壁面に形成されている構成をとったが、給電用導体５の接続可能になされていれば良いため、孔６が導体６ａにより埋められている構成としても良い。
【００６０】
図９は、本発明にかかるアンテナ用部品の更に他の実施の形態を表した図であり、（Ａ）はアンテナ用部品１Ｃの斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）に示したアンテナ用部品１Ｃの主面中心を通り主面に対して垂直方向に切ったｒ−ｒ線での断面図である。
【００６１】
アンテナ用部品１Ａは、誘電体からなり、略直方体形状の基体２の主面上に放射用導体３が基体２の主面における短辺から主面途中まで形成されている。また、この主面の長手方向における１側面に、短絡用導体４が、この側面における主面側の端部から背面側の端部にまで形成されている。（Ａ）において点線で示し、（Ｂ）からも明らかなように、基体２の背面には、給電用導体５が形成されている。給電用導体５は、短絡用導体４が形成された側面と略平行な方向で基体２の背面を横断し、放射用導体３と基体２を挟んで重ならないように設けられている。アンテナ用部品２には、給電用導体５の略中間点に孔６が設けられており、基体２の背面から主面にかけて貫通している。孔６の壁面は印刷技術等により設けられた導体６ａが形成されており、給電用導体５と接続されている。これら放射用導体３と短絡用導体４は、既述の実施の形態におけるアンテナ用部品と同様である。
【００６２】
基体２の主面上には、放射用導体３と一定の距離をおき導体７が形成されており導体７は、孔６内の導体６ａと接続されている。この導体７は、放射用導体３の幅と同一で形成される必要は無いが、本実施の形態では、略同一の幅で形成されている。
【００６３】
本導体７は、孔６内の導体６ａを介して給電用導体５と接続されており、給電用導体５や孔６内の導体６ａより放射用導体３に近い位置に形成されるので、放射用導体３と更に強い容量結合が得られる。また、導体７の幅が、放射用導体３の幅と同一に形成されているため、より効率の良い容量結合が得られる。
【００６４】
さらに、本実施の形態では、基体２に設けられた孔６には、導体６ａが孔６の壁面に形成されている構成をとったが、給電用導体５と導体７と接続可能であれば良いため、孔６が導体６ａにより埋められている構成としても良い。
【００６５】
以上、図８、図９を使い説明したアンテナ用部品１Ｂ，１Ｃは、図３に示したアンテナ用部品１Ａが、図４および図５に示したアンテナ装置９ａに適用されるのと同様にして、図４、図５に示した基板１０ａに実装されることにより、アンテナ装置として機能する。また、アンテナ用部品１Ａが図６に示した基板１０ｂ、図７に示した基板１０ｃに実装されアンテナ装置９ｂ、９ｃとして機能したのと同様に、アンテナ用部品１Ｂ，１Ｃが、基板１０ｂあるいは基板１０ｃに実装されることにより、やはり、アンテナ装置として機能する。
【００６６】
図１０は、本発明にかかるアンテナ用部品の更なる他の実施の形態を表した図であり、（Ａ）はアンテナ用部品１Ｄの斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）に示したアンテナ用部品１Ｄの主面中心を通り主面に対して垂直方向に切ったｓ−ｓ線での断面図である。
【００６７】
アンテナ用部品１Ｄは、誘電体からなり、略直方体形状の基体２の主面上に放射用導体３が基体２の長手方向における一辺から主面途中まで形成されている。また、この主面の長手方向における１側面に、短絡用導体４が、この側面における主面側の端部から背面側の端部にまで形成されている。これら放射用導体３と短絡用導体４は、既述の実施の形態と同様である。
【００６８】
また、（Ａ）において点線で示し、（Ｂ）からも明らかなように、基体２の背面の中心には、給電用導体５’が形成されている。本実施の形態では、給電用導体５’は、短絡用導体４が形成された側面と対面する側面の側からこれら側面に対し垂直な方向で短絡用導体４と離間して形成されている。このように基体２の長手方向に給電用導体が設けられることで、給電用導体５’を長い距離とることができ、放射用導体３とより強い容量結合を得ることが可能である。
【００６９】
更に特に図示はしないが、図７、図８に示した実施の形態と同様にして、アンテナ用部品２に、孔を設け、孔の壁面に導体を形成し、給電用導体５’と接続するような構成としても良い。この場合、更に強い容量結合を得ることができる。この孔は、やはり基体２の背面から主面にかけて貫通していてもよく、背面から基体２の途中まであけられているものであっても良い。そして、この孔が導体により埋められている構成としても良い。この孔が貫通している場合には、更に、基体２の主面上に放射用導体３と一定の距離をおき導体を形成し、先の孔の導体と接続されている構成としても良い。これにより更に強い容量結合を得ることができる。
【００７０】
以上、図１０を使い説明したアンテナ用部品１Ｄは、図３に示したアンテナ用部品１Ａが、図４および図５に示したアンテナ装置９に適用されるのと同様にして、図４、図５に示した基板１０ａ、あるいは、図６、図７に示した基板１０ｂ、１０ｃに実装されることにより、アンテナ装置として機能する。
【００７１】
なお、アンテナ用部品１Ａが配置される場合、図４〜図７において、基板１０ａの給電用導体配線１２は、アンテナ用部品１Ａの長手方向に対し略垂直、すなわち、短絡用導体４の形成されている面に対して平行に形成されていた。これに対し、本実施の形態におけるアンテナ用部品１Ｄが実装される場合には、基板上の給電用導体配線は、アンテナ用部品１Ｄの長手方向に対し略平行、すなわち短絡用導体４の形成されている面に対して略垂直に形成される。
【００７２】
図１１は、他のアンテナ装置９ｄの実施の形態を示したものである。本実施の形態においても、アンテナ装置９ｄは、基板１０ｄとアンテナ用部品１Ｅを含んで成り立つ。アンテナ用部品１Ｅは、誘電体からなり、略直方体形状の基体２の主面上に放射用導体３が基体２の長手方向における一辺から主面途中まで形成されている。また、この主面の長手方向における１側面に、短絡用導体４が、この側面における主面側の端部から背面側の端部にまで形成されている。これら放射用導体３と短絡用導体４は、既述の実施の形態におけるアンテナ用部品と同様である。
【００７３】
アンテナ用部品１Ｅの背面には、既述の実施の形態と異なり給電用導体が設けられていない。ただし、アンテナ用部品１Ｅを後述する基板１０ｄ上に実装する際、半田付けによる強度を得るため、半田付け用のメッキがわずかにされている構成としても良い。
【００７４】
基板１０ｄは、ガラスエポキシ等の絶縁体からなる基体１１の主面上に給電用導体配線がメッキ等により設けられ、この給電用導体配線１２’のうち配線１２ａはアンテナ装置９とつながる回路と接続されている。給電用導体配線１２’の一部である容量結合部１２ｄは、アンテナ用部品１Ｅが基板１０ｄ上に実装されたときに放射用導体３と容量結合可能な位置に形成され、アンテナ用部品１Ｅは所望の特性が得られる位置に実装される。
【００７５】
基板の基体１１の給電用導体配線１２’が設けられた主面と同一の面には、短絡用導体配線１３が先程の給電用導体配線１２’と同様にメッキ等により設けられている。この短絡用導体配線１３は、アンテナ用部品１Ｅが実装された場合にアンテナ用部品１Ｅの短絡用導体４と十分に半田付け可能なように短絡用導体４の幅よりも幅広となっている。
【００７６】
基板１０ｄのアンテナ用部品１Ｅが実装され、給電用導体配線１２’や短絡用導体配線１３が設けられた主面と反対の面である背面には、図４、図５に示した基板１０ａと同様に接地用導体１４ｄが広範囲に渡りメッキ等により設けられている。
【００７７】
短絡用導体配線１３には基板１０ｄの基体１１に設けられた孔１５が現れている。この孔１５は、基板反対側である背面と貫通しており、さらに、孔１５の壁面には、メッキ等により設けられた接続用導体配線が形成されている。この孔１５中の接続用導体配線を介して、短絡用導体配線１３と、接地用導体１４ｄが接続されている。この短絡用導体配線１３と孔１５、接地用導体１４ｄ、および、孔１５中の接続用導体配線の関係は、図４、図５に示したものと同様である。
【００７８】
アンテナ用部品１Ｅが基板に実装されると、アンテナ用部品１Ｅの短絡用導体４と基板１０ｄの短絡用導体配線１３が接続される。さらに給電用導体配線１２’に高周波が流れた場合に給電用導体配線１２’の一部である容量結合部１２ｄが、アンテナ用部品１Ｅの放射用導体３と容量結合可能となる。
【００７９】
また、アンテナ用部品１Ｅの放射用導体３に対して、基板１０ｃの接地用導体１４は、十分に広範に設けられ逆Ｆアンテナとして機能する。この場合、放射用導体３と接地用導体１４ｄは、アンテナ用部品１Ｅの基体２と基板１０ａの基体１１を介して対面しているので、放射用導体３と接地用導体１４の距離が十分に確保され比較的周波数の低いスペックでも、アンテナ装置自身の厚み抑えつつ、垂直偏波成分が十分得られ、また、アンテナの放射抵抗が大きくできるので、電圧定在波比の周波数帯域を広くすることができる。これにより、アンテナとして十分な性能を発揮する。
【００８０】
本実施の形態においても、基板に設けられた孔１５には、接続用導体配線が孔１５の壁面に形成されている構成をとったが、結局、短絡用導体配線１３と接地用導体１４ｄの導通が取れればよいので、孔１５が接続用導体配線により埋められていても良い。
【００８１】
更に本例は、アンテナ装置９ｄのアンテナ用部品１Ｅは、給電用導体配線１２’と接続される導体を有しておらず放射用導体３との容量結合は、基板１０ｄの給電用導体配線１２’の容量結合部１２ｄとなる例を示した。この場合容量結合が足りない場合が考えられる。この場合、アンテナ用部品１Ｅの基体２に孔をあけ、孔の壁面にメッキ等による導体を形成しても良い。この場合には、かかる導体と給電用導体配線１２’の容量結合部１２ｄが半田付け等により接続されていれば良い。さらに、この孔は、条件に応じ基体２の背面から主面にかけて貫通していてもよく、背面から基体２の途中まであけられているものであっても良い。そして、この孔が導体により埋められている構成としても良い。この孔が貫通している場合には、更に、基体２の主面上に放射用導体３と一定の距離を置き導体を形成し、先の孔の導体と接続されている構成としても良い。これにより更に強い容量結合を得ることができる。
【００８２】
また、本実施の形態に示した例を図６に示した基板１０ｂと類似の構成として、接地用導体をアンテナ用部品１Ｅが実装される面と同一の面に形成しても良い。この場合には、不要な短絡等を防ぐべく、給電用導体配線１２’と接地用導体は物理的に離れた構成となる。そして、短絡用導体配線１３、孔１５は必要なく、給電用導体配線１２’は、アンテナ用部品１Ｅの放射用導体３と容量結合され、アンテナ用部品１Ｅの短絡用導体４は、接地用導体と接続される。こうして図６に示した場合と同様に確実に逆Ｆアンテナとして機能する。この場合、放射用導体３と接地用導体の距離が近いため高い周波数帯で機能する。本実施の形態の場合にも、アンテナ装置に使用する基板の主面上の導体を一面のみに形成すればよく、簡易な構成とすることができる。
【００８３】
またさらに、本実施の形態に示した例を図７に示した基板１０ｃと類似の構成として、接地用導体を基板の内層に設ける構成としても良い。この場合には、基板に設けられた孔１５は設置用導体が設けられている層まであけられれば良い。その場合にも、孔１５内には、基板内層に設けられた接地用導体と基板の主面に設けられた短絡用導体配線１３が接続されるよう、導体が設けられる。この導体は、孔の壁面に設けられても良く、孔を埋める構成としても良い。
【００８４】
そして更に、前述の本実施の形態では、給電用導体配線１２’が、基板１０ｄの主面上に設けられている構成としたが、給電用導体配線１２’は、アンテナ用部品１Ｅの放射用導体３と容量結合すればよいため、必ずしも基板１０ｄの主面上に設けられる必要は無い。この場合、基板１０ｄの内層に設けられていても良いが、放射用導体３との容量結合を得るため接地用導体とアンテナ用部品の間に位置していなければならない。従って、この条件を満たす限り給電用導体配線１２’と接地用導体１４ｄが共に基板の内層に設けられていても良い。
【００８５】
図１２は、前述したアンテナ装置を通信機器に適用した例である。本例は、コンピュータのＰＣカードスロット等の拡張スロットに挿入されることにより、コンピュータに無線通信機能を付与する通信機器の一例であるＰＣカード２０を示している。
【００８６】
本ＰＣカード２０は、コンピュータ内に挿入される本体２２と、コンピュータの外にはみ出る部分であるアンテナ部２１を含む。本体２２は、ＰＣカード２０の不要な輻射が、コンピュータに悪影響を与えないためにシールドをかねた金属製の外装からなる。
【００８７】
アンテナ部２１は、内部の基板１０とアンテナ用部品１を含む構成としてなるアンテナ装置９が位置している。このアンテナ装置９には、アンテナ用部品１が、基板１０の一辺の両端部に２つ位置している。そして、アンテナ装置９が機能すべくアンテナ部２１の外装は、樹脂等の電磁波の通過が可能な樹脂等の材質からなっている。特に、図４，５，１１に表した例、すなわち、接地用導体がアンテナ用部品が実装される面とは反対の面に形成されている例では、アンテナ自身が非常に薄い構成とすることができ、アンテナ部２１を本体２２と同一の厚さで構成することができる。
【００８８】
図１３は、図１２に示した通信機器であるＰＣカード２０を、コンピュータ３０のＰＣカードスロットに挿入した例である。図では、コンピュータのキーボード等の一般的構成は、省略している。このように、前述したアンテナ装置を内蔵したＰＣカード２０をコンピュータ３０に挿入することによりコンピュータに無線通信機能を付与する。
【００８９】
図には表れていないが、ＰＣカード２０のアンテナ部２１が本体２２と同一の厚みである場合、複数のＰＣカードスロットが間隔無く設けられているコンピュータであっても、複数のＰＣカードを同時に挿入することができる。
【００９０】
本実施の形態では、ＰＣカードを例にして通信機器の説明をしたが、ＰＤＡ等の小型機器に通信機能を与える場合でも、内蔵されるアンテナ装置の薄型化により、ＰＤＡ等を小型の通信機器として機能させることができる。
【００９１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
本実施例において使用したアンテナ用部品、およびアンテナ装置は、図３〜図５の実施の形態に示したアンテナ用部品１Ａおよびアンテナ装置９ａと概念を同じにするものである。
【００９２】
アンテナ用部品は、アンテナ用部品が搭載される基板面と垂直をなす高さ方向が２ｍｍ、長手方向が８ｍｍ、短手方向が６ｍｍの直方体の基体を使用した。したがって、アンテナ用部品の基体主面と背面は８ｍｍ×６ｍｍで、長手方向と垂直をなす側面は６ｍｍ×２ｍｍであり、長手方向と平行な側面は８ｍｍ×２ｍｍである。なお、基体は比誘電率が３．９の材質を使用した。
【００９３】
放射導体は、この基体主面に長手方向と垂直をなす側面の側から６ｍｍ×６ｍｍ設けた。つまり、図３〜図５に示したアンテナ用部品１Ａと同位置に放射用導体を設けている。ただし、図３〜図５に示したアンテナ用部品１Ａでは、放射用導体３の幅が基体２の幅よりも僅かに狭いものとなり、放射用導体３の両脇に基体２が露出しているが、本実施例では、基体の幅と放射用導体の幅が同一となっている。
【００９４】
更に長手方向と垂直をなす側面にこの放射用導体と接続させるようにして全面に短絡用導体を設けた。短絡用導体も、図３〜図５に示したアンテナ用部品１Ａと同位置に設けられており、図３〜図５に示したアンテナ用部品１Ａでは、短絡用導体４の幅が基体２の幅よりも僅かに狭いものとなり、短絡用導体４の両脇に基体２が露出しているが、本実施例では、基体の幅と短絡用導体の幅が同一となっている。
【００９５】
図３〜図５に示したアンテナ用部品１Ａと同様の位置となるよう、アンテナ用部品の背面には、主面に設けた放射用導体と重ならないようにして、給電用導体を設けた。具体的には、給電用導体を短絡用導体が設けられた側面の対面側から０．３ｍｍの間隔をあけ幅１ｍｍで設けた。
【００９６】
アンテナ用部品が実装される基板は、厚さ０．８ｍｍで比誘電率が４．４である一般的なものを用い、本基板のアンテナ用部品が実装される面とは反対の面には全面に接地用導体を設けた。
【００９７】
アンテナ用部品が実装される面側には、給電用導体配線のランド部を４ｍｍの間隔をあけ、それぞれ２ｍｍ×２ｍｍで設けた。また、短絡用導体配線は、６×２ｍｍとした。図４，５に現れている基板の孔は、当該実施の形態では、孔を複数設けた例を示したが、本実施例では６×０．６ｍｍの楕円形の孔を１つ設けており、孔壁面に導体が形成され、短絡用導体配線と基板背面の接地用導体を接続している。
【００９８】
図１４は、上記の条件下でのアンテナ装置の水平面内放射パターンである。本水平面内放射パターンにおけるアンテナ装置の向きは、アンテナ用部品の短絡用導体が２７０°の方向で給電用導体配線が０°の方向から配線されているよう設定されている。
【００９９】
本水平面内放射パターン結果からも明らかなように、９０°〜１２０°、２７０°〜３００°で強い放射を得られている。また、本水平面内放射パターンの面積から十分な垂直偏波放射成分を得られていることがわかる。
【０１００】
図１５は、上記の条件でアンテナ装置の反射特性である。本結果からも明らかなように、本アンテナ装置の反射減衰量が−１０ｄＢ以下となる帯域幅が１００ＭＨｚ以上であることが分かる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本アンテナ用部品は、給電用導体を基体の放射用導体が形成された主面と隣り合い、短絡用導体が形成された側面とも隣り合う側面に形成する必要が無く、したがって、基板に例えば２つのアンテナ用部品を搭載する必要のあるアンテナ装置でも左右対称のアンテナ用部品を２つ用意する必要がない。
【０１０２】
また、このようなアンテナ用部品を用いて、更に、基板のアンテナ用部品が搭載される面と反対の面に接地用導体を設けている場合には、アンテナ装置全体の厚さを抑えることができる。そして、このようなアンテナ装置を用いた通信機器では、通信機器そのものの厚みを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアンテナ装置を表した斜視図である。
【図２】従来のアンテナ用部品が２つ用いられたアンテナ装置を表した平面図である。
【図３】本発明のアンテナ用部品の斜視図および断面図である。
【図４】本発明のアンテナ装置を表した分解斜視図である。
【図５】本発明のアンテナ装置を表した断面図である。
【図６】本発明のアンテナ装置を表した分解斜視図である。
【図７】本発明のアンテナ装置を表した断面図である。
【図８】本発明のアンテナ用部品の斜視図および断面図である。
【図９】本発明のアンテナ用部品の斜視図および断面図である。
【図１０】本発明のアンテナ用部品の斜視図および断面図である。
【図１１】本発明のアンテナ装置を表した分解斜視図である。
【図１２】本発明のアンテナ装置が内蔵された通信機器を表した図である。
【図１３】本発明のアンテナ装置が内蔵された通信機器であるＰＣカードがコンピュータに内蔵されている様子をあらわした図である。
【図１４】本発明のアンテナ装置を用いてシミュレーションした水平面内放射パターンである。
【図１５】本発明のアンテナ装置を用いてシミュレーションした反射特性である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ　アンテナ用部品
２　部品基体
３　放射用導体
４　短絡用導体
５，５’　給電用導体
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ　アンテナ装置
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ　基板
１１　基板基体
１２　給電用導体配線
１３　短絡用導体配線
１４，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ　接地用導体
１５，１５’　孔
２０　　　通信機器の一例であるＰＣカード
２１　アンテナ部
２２　本体
３０　コンピュータ
１００　アンテナ装置
１０１　アンテナ用部品
１０２　部品基体
１０３　放射用導体
１０４　短絡用導体
１０５　給電用導体
１１０　基板
１１２　給電用導体配線

Claims (19)

1. 誘電体からなる基体の主面上に形成された放射用導体と、
   この放射用導体に接続され前記基体の側面に形成された短絡用導体と、
   前記放射用導体と容量結合可能に形成された給電用導体とを有するアンテナ用部品であって、
   前記給電用導体は、前記基体の背面に形成されていることを特徴とするアンテナ用部品。
2. 前記給電用導体は、前記短絡用導体が形成された側面に対し垂直な方向に伸びていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ用部品。
3. 前記給電用導体は、前記短絡用導体が形成された側面に対し平行な方向に伸びていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ用部品。
4. 前記基体は孔を有し、この孔内に前記給電用導体と接続された導体が形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれか記載のアンテナ用部品。
5. 前記孔は前記基体の主面と背面とを貫通していることを特徴とする請求項４記載のアンテナ用部品。
6. 前記基体の主面には、前記放射用導体と容量結合可能に形成された導体を更に有し、この導体は前記孔内の導体を介して前記給電用導体と接続されていることを特徴とする請求項５記載のアンテナ用部品。
7. 基板と、この基板の主面に実装された請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、
   前記基板は、前記基板の主面に形成された給電用導体配線、および、短絡用導体配線と、前記基板の背面あるいは内層に形成された接地用導体と、この接地用導体と前記短絡用導体配線とを接続する接続用配線とを有し、
   前記基板の短絡用導体配線と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、
   かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の給電用導体が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
8. 基板と、この基板の主面に実装された請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、
   前記基板は、前記基板の主面に形成された接地用導体と、この接地用導体と物理的に離間した状態で、前記基板の主面に形成された給電用導体配線とを有し、
   前記基板の前記接地用導体と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の給電用導体が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
9. 基板と、この基板の主面に実装されたアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、
   前記基板は、前記基板の主面に形成された短絡用導体配線と、前記基板の背面あるいは内層に形成された接地用導体と、この接地用導体と前記短絡用導体配線とを接続する接続用配線と、前記接地用導体と前記アンテナ用部品の間に形成された給電用導体配線とを有し、
   前記アンテナ用部品は、誘電体からなる基体の主面上に形成された放射用導体と、この放射用導体に接続され前記基体の側面に形成された短絡用導体とを有し、
   前記基板の短絡用導体配線と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の前記放射用導体とが容量結合した状態で、前記アンテナ用部品が実装されていることを特徴とするアンテナ装置。
10. 前記給電用導体配線は、前記基板の主面に形成されていることを特徴とする請求項９記載のアンテナ装置。
11. 基板と、この基板の主面に実装されたアンテナ用部品とを有するアンテナ装置であって、
    前記基板は、前記基板の主面に形成された接地用導体と、この接地用導体と物理的に離間した状態で、前記基板の主面に形成された給電用導体配線とを有し、
    前記アンテナ用部品は、誘電体からなる基体の主面上に形成された放射用導体と、この放射用導体に接続され前記基体の側面に形成された短絡用導体とを有し、
    前記基板の前記接地用導体と前記アンテナ用部品の短絡用導体とが接続され、かつ、前記基板の給電用導体配線と前記アンテナ用部品の前記放射用導体とが容量結合した状態で、前記アンテナ用部品が実装されていることを特徴とするアンテナ装置。
12. 前記給電用導体配線は、前記短絡用導体が形成された前記基体の側面に対し垂直な方向に伸びていることを特徴とする請求項９または１１に記載のアンテナ装置。
13. 前記給電用導体配線は、前記短絡用導体が形成された前記基体の側面に対し平行な方向に伸びていることを特徴とする請求項９または１１に記載のアンテナ装置。
14. 前記アンテナ用部品は前記基体に孔を有し、この孔内に前記給電用導体配線と接続された導体が形成されていることを特徴とする請求項１０から１３いずれか記載のアンテナ装置。
15. 前記孔は前記基体の主面と背面を貫通していることを特徴とする請求項１４記載のアンテナ装置。
16. 前記アンテナ用部品は前記基体の主面に前記放射用導体と容量結合可能に形成された導体を更に有し、この導体は前記孔内の導体を介して前記給電用導体配線と接続されていることを特徴とする請求項１５記載のアンテナ装置。
17. 請求項９から１６いずれかに記載のアンテナ装置が用いられていることを特徴とする通信機器。
18. 電子機器に挿入されこの電子機器に無線通信機能を付与することを特徴とする請求項１７記載の通信機器。
19. 前記アンテナ用部品が前記電子機器からはみ出ている部分内に設けられていることを特徴とする請求項１８記載の通信機器。

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