JP3131176U

JP3131176U - アンテナおよび前記アンテナを有する無線ネットワーク装置

Info

Publication number: JP3131176U
Application number: JP2006010276U
Authority: JP
Inventors: ▲イク▼任陳
Original assignee: 友勁科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2016-12-19

Abstract

【課題】アンテナおよび前記アンテナを有する無線ネットワーク装置を提供する。
【解決手段】無線ネットワーク装置上に適用するアンテナは、基台と、２つの嵌合部と、アンテナ部とを含み、基台は対応する２つの側辺を有し、各嵌合部はそれぞれ側壁体とラッチ体とを有し、側壁体は基台と垂直であり、側辺に結合し、ラッチ体は側壁体に結合し、基台と平行であり、基台と第１高さを有する。アンテナ部は更に接地体と輻射体と信号体と含み、接地体は基台と垂直であり、基台の側辺に結合し、嵌合部と所定の間隔を有する。輻射体は接地体と接続し、基台と平行であり、基台と第２高さを有する。信号体は輻射体と接続し、基台と垂直であり、基台と分離する自由端を有する。無線ネットワーク装置の基板上に、少なくとも１つの切り口を設け、上記アンテナが切り口に運用する時、輻射体は基板と所定の高さを有し、高さは第２高さと第１高さの差の値である。
【選択図】図５

Description

本考案は、アンテナに関し、特に、MIMO無線ネットワーク装置に適用する平板逆Ｆ型アンテナ（Plated Inverted-F Antenna；PIFA）および前記アンテナを有する無線ネットワーク装置に関する。

図１は、通常の無線ネットワーク装置１０の立体外観図である。前記無線ネットワーク装置１０は：本体１１と、本体１１内部に位置する内部回路装置１２と、本体１１の一端に位置するコネクタ部１３であり、外部ホストコンピューター（図示せず）に連接させることに用いるコネクタ部１３と、本体１１上に位置し且つコネクタ部１３の他端に対応するアンテナ信号送受信部１４とを含む。おおまかに述べて、前記アンテナ信号送受信部１４の外殻は、非金属材質から構成され、無線ネットワーク装置１０が外部ホストコンピューターと連接する時、前記アンテナ信号送受信部１４は、外部ホストコンピューターの外部に露出させて効率的に無線信号を送受信できるようにする。

図２は、MIMO無線ネットワーク装置の公知の内部回路装置２０の説明図である。前記MIMO無線ネットワーク装置の公知の内部回路装置２０は：基板２１と、基板上に位置する制御回路２２と、基板２１上の所定の領域を被覆する接地部２３と、前記制御回路２２に電気接続するアンテナユニット２４とを含む。MIMO規格に適合した無線ネットワーク装置に対するアンテナ設計は、３本のアンテナを使用し３発射２受信を構成するアンテナユニットである。例えば、図２に示されるように公知のMIMOアンテナユニット２４中は、中間に位置する第１アンテナ２４１と、それぞれ第１アンテナ２４１の両側に位置する第２アンテナと第３アンテナとを含む。前記３本のアンテナ２４１，２４２，２４３は隣り合わせに設置され、第１アンテナ２４１はＴ型ダイポールアンテナを採用し（図２の右側X方向に向かう）、更に両側に異なる向き（図２のY方向）に延伸する２つのモノポールアンテナ（第２アンテナ２４２および第３アンテナ２４３）を合わせた設計であり、公知の内部回路装置２０のアンテナ設計は、いずれもプリントアンテナ（Printed antenna）方式により基板２１上に設計しているので、異なる形状の前記第２アンテナ２４２および前記第３アンテナ２４３を設計することによって、X-Y平面上に好ましい輻射パターンおよび更に高い増幅を得ることができるが、垂直Z方向の増幅においては改善の余地がない。しかしながら、現在、無線ネットワーク装置の設計の趨勢は、「直立式（Verticle Stand）」設計に向かい、空間の占有を低減させるとともに、無線ネットワーク装置製品の外観上の現代感および科学技術感を向上させるものとなっている。明らかに、公知のプリントアンテナは、垂直Z方向上の増幅が好ましくなく直立式無線ネットワーク装置の要求を満足することができない。

例えば、図３および図４は、図２に示される公知のMIMOアンテナユニットの第２アンテナおよび第３アンテナがX-Y平面における測定試験で得られる輻射パターン図である。図３および図４の前記輻射パターン図から分かるように、第２アンテナ２４２の垂直方向における最大増幅値は、-13.97dBiだけであり、第３アンテナの垂直方向における最大増幅値は、-15.97dBiだけであり、その値は明らかに消費者が我慢できる限界よりも低く（一般に要求される増幅値は少なくとも-10dBi以上である）、これは、一般的市場が高性能アンテナ設計に対する要求に対して、明らかに更なる改良の余地がある。
登録実用新案第３１２１５５１号公報

本考案の第１目的は、嵌合式アンテナ設計により効率的にアンテナの高さを低下させることができるとともに、好適なアンテナ輻射パターンを有し増幅値を向上させ、死角を減少させる無線ネットワーク装置に適用するアンテナを提供することにある。

本考案の第２目的は、平板逆Ｆ型アンテナ（PIFA）の構造設計を改良することにより、製作および無線ネットワーク装置への組み込みに有利なアンテナを提供することにある。

本考案の第３目的は、モノポールアンテナがその両側にそれぞれ本考案のアンテナを設置することにより、製作を容易にするだけではなく、MIMO無線ネットワーク装置の暑さを増加させる必要がない無線ネットワーク装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本考案のアンテナの好適な実施例は：基台と、２つの嵌合部と、アンテナ部とを含むものである。前記基台は相互に対応する２つの側辺を有する。各嵌合部は、それぞれ側壁体およびラッチ体を有し、前記ラッチ体は、前記側壁体上に結合し、前記基台と平行であり、前記基台と相互に第１高さの間隔を有する。前記アンテナ部は、更に：接地体と、輻射体と、信号体とを含むものである。前記接地体は前記基台と相互に垂直をなし、前記基台のうち１つの側辺に結合し、更に前記嵌合部と一定距離の間隔を有する。前記輻射体および前記接地体は相互に接続し、前記基台と平行であり、前記基台と相互に第２高さの間隔を有する。前記信号体および前記輻射体は相互に接続し、前記基台と垂直であり、前記基台と相互に分離する自由端を有する。

本考案のアンテナおよび前記アンテナを有する無線ネットワーク装置の原理は、平板式逆Ｆ型アンテナ（PIFA）構造設計をMIMO無線ネットワーク装置に運用するものである。それは、MIMOアンテナユニットの３つのアンテナ設計中、中間に位置するアンテナをモノポールアンテナにより設計し、それぞれモノポールアンテナ両側をPIFAアンテナにより設置するものである。両側X-Y平面において更に高い垂直方向の増幅を得られるだけではなく、輻射体が内部回路装置に位置する高さも低下させるので、MIMO無線ネットワーク装置自身の厚さを大幅に増加させるに至らない。

図５〜図７は、本考案のアンテナの好適な実施例の立体構造，側面構造および正面構造の説明図である。本考案のアンテナ５は、導電性を有する金属薄板（例えば銅、鉄、アルミ等）がプレス加工一体成型プロセスにより湾曲され構成される。従って、折曲がる箇所以外は、いずれも同じ厚さｄである。前記アンテナ５は：基台５１と、嵌合部５２と、アンテナ部５０とを含むものである。前記基台５１は矩形形状を呈し、対応する1対の側辺５１１を有する。各嵌合部５２は、それぞれ側壁体５２１およびラッチ体５２２を有し、前記側壁体５２１は、前記基台５１の両側辺５１１が湾曲して形成され、前記基台５１と垂直であり、前記側辺５１１上に結合する。前記ラッチ体５２２は前記側壁体５２１条に結合し、前記側壁体５２１が湾曲して形成され、前記基台５１に平行であり、前記基台５１と第１高さｈ１の間隔を有する。本考案の実施例中、前記アンテナ部５０を製作するのに便利であるために、そのうちの嵌合部５２ａは長さを短く設計し、側辺５１１および前記アンテナ部５０を結合し易くし、当然２つの嵌合部５２ａの長さを同一に設計し、いずれも長さがより短い対称形状であることもでき、これらの寸法長さの変化は当該技術者が上記の説明に基づき変化させることができ、本考案の意義を離脱せず、本考案の精神および範囲を離脱しないものとし、ここに多くを記載しない。

本考案のアンテナ部５０は、更に：接地体５３と、輻射体５４と、信号体５５とを含むものである。前記接地体５３は、前記台座５１のうち１つの側辺５１１上に結合し、この側辺５１１の前記嵌合部５２ａは長さを比較的短く設計し、前記接地体５３および前記嵌合部５２ａは、距離Sの間隔を有し、前記接地体５３は前記基台５１と垂直である。前記輻射体５４は前記接地体５３と接続し、前記輻射体５４は前記基台５１と平行であり、前記基台５１と第２高さｈ２の間隔を有し、前記第２高さｈ２の寸法大きさは、ｈ１の寸法の大きさより大きいものである。本実施例中、前記第１高さｈ１は0.3〜2.0mmであり、第２高さは2.5〜12.0mmであることが好ましい。本考案の実施例中、前記輻射体５４は所定の形状の溝５６を有し、前記溝５６は、前記接地体５３と対応する開口５６１を有し、前記溝５６は、螺旋状を呈し、前記輻射体５４に端部５４１を形成させ、前記輻射体５４の所定の形状および寸法によりその帯域を応用したバンドまたは帯域を変化させる。前記信号体５５は、前記輻射体５４と接続し、前記信号体５５は前記基台５１と垂直であり、自由端５５１を有し、前記自由端５５１および前記基台５１は相互に分離してなる。

図８は、本考案のアンテナの無線ネットワーク装置中、その内部回路装置の好適な実施例の回路ユニットの立体構造説明図である。本考案の無線ネットワーク装置６は：基板６１と、制御回路６２と、接地部６３と、少なくとも１つのフィード線６４と、少なくとも１つのアンテナ線５とを含む。前記基板６１は、誘電材料から構成され、平たい矩形状の基板６１を呈する。前記基板６１は、少なくとも１つの切り口６１１を有し、実施例中、前記切り口６１１は２つであり、相互に対応して前記基板６１の２つの長辺に位置する。前記制御回路６２は、前記基板６１上に設置され、集積回路ユニットおよび多数の電子ユニットを含み、無線ネットワーク伝送機能を提供することができる。制御回路６２は従来技術を選択的に用いて使用され、本考案の主要な技術的特徴でないので、ここでは詳細な構成を記載しない。

前記接地部６３は、電気的接地（ＧＮＤ）であり、少なくとも前記基板６１の一部の領域を被覆する。前記無線ネットワーク装置６は、平板アンテナ６５を有し、基板６１上で且つ接地部６３に被覆されない箇所に設置され、本考案の好適な実施例中、前記平板アンテナ６５は２つの前記切り口６１１の間に位置し、且つ中央部位に位置し、前記平板アンテナ６５はプリント方式により前記基板６１上に結合し、且つモノポールアンテナであることができる。

本実施例中、前記アンテナ５の大部分のユニットは、前記実施例と同一または類似するものであるので、同一のユニットは、同一の名称および番号を用い、各アンテナ５は前記切り口６１１に対応して設置し接続されるので、２つのアンテナ５は、実質上、相互に対称をなす方式によりそれぞれ平板アンテナ６５の両側に設置され、前記２つのアンテナ５の形状は、実質上、相互に対応する。従って、モノポールアンテナ５の構造を前記切り口６１１と接続させることだけを以下に記載する。前記アンテナ５は前記切り口６１１に置かれる時、前記側壁体５２１は前記切り口６１１の側面付近に貼られ、前記ラッチ体５２２は前記基板６１上表面付近に貼られ、接地部６３と電気接続し、溶接，嵌合または螺子固定方式により前記ラッチ体５２２を前記基板６１上に固定する。前記接地体５３は、前記基板６１条の前記接地部６３に接続し、前記信号体５５の前記自由端５５１をフィード線６４に接続させる。前記輻射体５４が、前記接地体５５と接続することにより、前記基板６１と平行になる。僅かな誤差を除けば、前記基板６１の厚さｄが、第１高さｈ１と同一である；輻射体５４および前記基板６１は高さｈの間隔を有し、この高さは前記第２高さｈ２と前記第１高さｈ１の差の値である。即ち、前記輻射体５４が既に下降し、前記基板６１の厚さに相当する高さｈ１を減少させていることを表している。この例は、PIFAアンテナ構造がMIMO無線ネットワーク装置に設計運用される時、MIMO無線ネットワーク装置自身の厚さの限界まで低減させることができる。

MIMO規格に適合する無線ネットワーク装置に対するアンテナ設計は、3本のアンテナを使用し3発射２受信のアンテナユニットを構成し、前記平板アンテナ６５および相互に対称をなす方式により、それぞれ両側に対応する２つのアンテナ５は、更にそれぞれフィード線６４により前記接地部６３を介し制御回路６２と接続し、無線信号送受信機能を提供する。２つのアンテナ線５および前記平板アンテナ６５の間には実質上、更に前記接地部５３が隔離されてなる。また、本考案の好適な実施例中、前記フィード線６４は、50Ωマイクロストリップ線を使用することができ、好適な転移効率を得ることができる。

図９および図１０は、図８に示される本考案のアンテナ中の左側アンテナおよび右側アンテナのX-Y平面における測定で得られる輻射パターン図である。図９の前記輻射パターン図から分かるように、本考案の左側アンテナの垂直方向における増幅値は-6.23dBiに達し、増幅効果は明らかに図２に示される公知技術の-15.97dBiより高いものである。図１０の前記輻射パターン図から分かるように、本考案の右側アンテナの垂直方向における増幅値は-4.23dBiに達し、増幅効果は明らかに図２に示される公知技術の-13.97dBiより高いものである。従って、本考案のアンテナ５は、垂直方向において公知の技術より良好な無線信号通信品質および伝送効率を達成することができ、「直立式」の無線ネットワーク装置に適している。

なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

通常の無線ネットワーク装置の立体外観図である。 MIMO無線ネットワーク装置の公知の内部回路装置説明図である。図２に示される公知のMIMOアンテナユニットの第２アンテナがX-Y平面における測定試験で得られる輻射パターン図である。図２に示される公知のMIMOアンテナユニットの第３アンテナがX-Y平面における測定試験で得られる輻射パターン図である。本考案のアンテナの好適な実施例の立体構造説明図である。本考案のアンテナの好適な実施例の側面構造説明図である。本考案のアンテナの好適な実施例の正面構造説明図である。本考案のアンテナを有する無線ネットワーク装置の好適な実施例の構造説明図である。図８に示される本考案のアンテナ中の左側アンテナがX-Y平面における測定試験で得られる輻射パターン図である。図８に示される本考案のアンテナ中の左側アンテナがX-Y平面における測定試験で得られる輻射パターン図である。

符号の説明

１０無線ネットワーク装置
１１本体
１２内部回路装置
１３コネクタ部
１４アンテナ信号送受信部
２０公知の内部回路装置
２１アンテナ
２２制御回路
２３接地部
２４アンテナユニット
２４１第１アンテナ
２４２第２アンテナ
２４３第３アンテナ
５アンテナ
５１基台
５２，５２ａ嵌合部
５２１側壁体
５２２ラッチ体
５３接地体
５４輻射体
５５信号体
５６溝
５６１開口
５４１端部
５５１自由端
６無線ネットワーク装置
６１基板
６１１切り口
６２制御回路
６３接地部
６４フィード線
６５平板アンテナ
ｈ高さ
ｓ距離
ｈ２第２高さ
ｈ１第１高さ
ｄ厚さ

Claims

相対する２つの側辺を有する基台と、
２つの嵌合部であり、各嵌合部が、それぞれ側壁体およびラッチ体を有し、前記側壁体は、前記基台と垂直であり、前記側壁上に結合し、前記ラッチ体は、前記側壁に結合し、前記基台と平行であり、ラッチ体および前記基台は、第１高さの間隔を有する２つの嵌合部と、
アンテナ部であり、前記基台上に結合し、前記アンテナ部は輻射体を含み、前記基台と平行であり、輻射体および前記基台は、第２高さの間隔を有し、前記第２高さは、第１高さより大きいものであるアンテナ部と
を含む平板式逆Ｆ型アンテナ。
前記アンテナは、導電性を有する金属薄片が押し抜き成型により構成されてなるものであり、前記アンテナ部は、更に：
接地体であり、前記基台と垂直であり、前記接地体は前記基台上に結合し、前記輻射体が前記接地体と接続する接地体と、
信号体であり、前記輻射体と接続し、前記信号体は、前記基台と垂直であり、前記基台と分離してなる自由端を有する信号体と
を含む請求項１記載のアンテナ。
前記アンテナは、基板上に嵌合させることができ、前記基板の厚さは、前記第１高さに対応し、前記基板上には更に：
少なくとも１つの切り口であり、その形状は前記アンテナの基台に対応した形状であり、アンテナの基台が前記切り口に嵌合されるとともに、前記２つの嵌合部が基板の上表面を押さえる少なくとも１つの切り口と、
無線ネットワーク伝送機能を提供する制御回路と、
電気的に接地し且つ基台と電気接続する接地部と、
前記制御回路と信号体との間を接続する少なくとも１つのフィード線と
を含み、そのうち、前記第１高さｈ１は0.3〜2.0mmの間であり、第２高さｈ２は2.5〜12.0mmの間である。
誘電材料から構成され、少なくとも１つの切り口を有する基板と、
前記基板上に設置され、無線ネットワーク伝送機能を提供する制御回路と、
電気的に接地し且つ少なくとも前記基板お一部の領域を被覆する接地部と、
前記接地部を通して制御回路と接続する少なくとも１つのフィード線と、
少なくとも１つのアンテナであり、前記アンテナは、更に：
前記切り口中に位置し、相対する２つの側辺を有する基台と、
２つの嵌合部であり、各嵌合部が、それぞれ側壁体およびラッチ体を有し、前記側壁体は、前記側辺と結合し、前記切り口の１つの側面付近に貼られ、前記ラッチ体を前記基板表面上に貼りつける２つの嵌合部と、
前記基台上に結合する接地体と、
前記接地体と接続し、前記基板と平行である輻射体と、
前記輻射体と接続し、自由端を有して前記フィード線と接続する信号体と
を含む少なくとも１つのアンテナと
を含む無線ネットワーク装置。